深埋高地应力水工隧洞节理岩体开挖塑性区特征及分布规律研究

作     者：惠强 张军 姜海波 HUI Qiang;ZHANG Jun;JIANG Haibo

作者机构：石河子大学水利建筑工程学院石河子832003 水利部新疆维吾尔自治区水利水电勘测设计研究院乌鲁木齐830099 

基　　金：国家自然科学基金项目(51769031) 石河子大学青年创新人才培育计划(CXRC201804) 

出 版 物：《现代隧道技术》 (Modern Tunnelling Technology)

年 卷 期：2021年第58卷第4期

页      码：86-94页

摘      要：深埋高地应力水工隧洞处于复杂的地质力学环境中,开挖过程中围岩塑性区的分布及演化规律是隧洞稳定控制的关键。为了揭示高地应力水工隧洞开挖塑性区特征及分布规律,文章采用理论分析与数值模拟相结合的方法,推导了塑性区范围的计算公式,并引入新的无量纲参数作为非圆形隧洞围岩塑性区的评价指标,分析了节理岩体在高地应力条件下,侧压力系数以及开挖扰动对围岩塑性区的影响。研究结果表明,开挖扰动对于岩体开挖塑性区发展的轴向影响范围大约为1.0~1.5倍洞径,对于存在节理面的岩体,该影响范围可达到2倍洞径。侧压力系数直接影响围岩的塑性区形状,围岩塑性区有顺着节理面进行不规则扩展的趋势;水平应力与垂直应力差异性越大,节理面对围岩塑性区范围的影响越大,同时节理面有阻止塑性区沿垂直节理面方向扩展的作用。

主 题 词：深部隧洞 塑性区分布 数值模拟 节理岩体 开挖扰动 高地应力 

学科分类：081406[081406] 08[工学] 0815[工学-矿业类] 081503[081503] 0813[工学-化工与制药类] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.13807/j.cnki.mtt.2021.04.010

馆 藏 号：203104833...