深部隧道单节理岩体开挖卸荷破裂及锚杆加固研究

作     者：丁王飞 邓鑫洁 DING Wangfei DENG Xinjie

作者机构：重庆建筑工程职业学院重庆400072 重庆交通大学土木建筑学院重庆400074 

基　　金：国家自然科学基金项目(51378520) 

出 版 物：《安全与环境工程》 (Safety and Environmental Engineering)

年 卷 期：2017年第24卷第1期

页      码：168-175,182页

摘      要：深部隧道开挖卸荷引起的岩体破裂是地下工程典型灾害之一。针对深部隧道单节理岩体在开挖卸荷条件下的破裂问题,基于开挖卸荷引起的最小主应力线性降低规律,采用Griffith强度理论准则对开挖卸荷条件下的含单节理岩体破裂进行了分析,并对破裂岩体进行了锚杆加固设计研究。结果表明:当结构面倾角大于支护应力状态下的破裂角时,深部岩体初始应力状态下未产生破裂,随着最小主应力的降低,深部岩体先产生材料破坏后沿结构面破坏;当支护应力状态下的破裂角大于结构面倾角时,深部岩体受支护应力作用仅产生材料破裂;当结构面倾角小于最小主应力为0时对应的破裂角,深部岩体无论是否支护岩体仅产生材料破裂;对于深部岩体,产生破裂的必要条件是最大主应力大于8倍的岩体抗拉强度,且破裂角变化于30°~45°之间;岩体支护应力的选择应在岩体初始破裂应力与结构面破裂应力之间,并且要保证岩体应力的释放率以及围岩的稳定性。石塘隧道岩体破裂分析及锚杆加固研究表明:岩体首先产生材料破坏,其破坏的临界应力值为10.25 MPa,对应的破裂角为39.9°,结构面破裂的临界应力值为4.15 MPa;石塘隧道岩体在无支护条件下,沿结构面产生突发性破坏,岩体支护应在开挖完成40.59h内完成,岩体支护应力为7.175 MPa,支护破裂角为37.5°,单根锚杆锚拉设计值为88.7kN,锚固长度为5m,倾角为15°,间距为0.8m,此锚杆设计参数下可保证岩体应力充分释放以及确保围岩的稳定性。

主 题 词：深部隧道 单节理岩体 破裂角 锚杆加固设计 开挖卸荷 

学科分类：081406[081406] 08[工学] 0837[0837] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

D　O　I：10.13578/j.cnki.issn.1671-1556.2017.01.029

馆 藏 号：203216075...