摘要：锦屏二级水电站大理岩在高的地应力条件作用下表现出破裂随时间扩展的现象,给引水隧洞的运行期安全产生重大的影响。现场开挖后出现的滞后破裂现象、锚杆应力计和声波测试都反映出大理岩破裂随时间发展的特征。首先采用室内试验和数值分析,证明破裂是大理岩开挖后的主要响应方式,表明锚杆应力计和声波测试在现场测试中具有更好的适用性,而多点位移计敏感性较差。利用GSI随时间指数递减代表大理岩强度随时间递减,进而表征隧洞开挖损伤区随时间的增加而增加,在此基础上,建立应力腐蚀模型SC。将现场已获得的监测数据作为SC模型中相关参数的校核依据,对大理岩的长期力学响应、锚杆受力状态和衬砌结构安全性进行详细分析,采用SC模型得出的特征与现场实际开挖响应具有很好的一致性。

摘要：针对锦屏二级水电站引水隧洞赋存于高地应力环境的特点,对隧洞内的大理岩开展常规三轴压缩试验及峰前、峰后卸围压试验,通过试验数据对比分析,研究大理岩的强度变形特征及破裂机制。主要研究成果:(1)大理岩峰值强度与实时围压关系密切,应力路径不同、实时围压相同时,峰值强度相同。(2)围压效应明显,峰值强度随初始围压增加而增加;相比三轴加载试验,峰前卸围压试验峰值强度降低约19.5%,峰后卸围压试验规律不明显,而峰后卸围压试验达到峰值强度时的围压值约占初始围压值的97.2%,峰前卸围压试验结果较离散。(3)相比三轴加载试验,峰前卸围压试验c值降低约27.5%,φ值提高约22.6%,而与此相反,峰后卸围压试验c值增加约13.7%,φ值降低约6.5%,表明大理岩抗破裂的主控因素峰前卸围压试验由摩擦力控制,峰后卸围压试验由黏聚力控制。(4)峰后卸围压试验自卸荷点开始出现明显的应变平台,表现为理想塑性变形。(5)峰前卸围压试验的体积应变自卸荷点开始出现明显的转折点。(6)三轴压缩试验和峰后卸围压试验,大理岩的破坏模式主要为单一剪切破坏,随着围压增加,剪切破裂面端口的粗糙程度降低;峰前卸围压试验的破坏模式为:低围压时的劈裂破坏～中等围压时的"X"型共轭剪切破坏～高围压时的单一剪切破坏。这些研究结论揭示了锦屏大理岩加、卸载应力路径下的力学特性差异,可为西部深埋引水隧洞的开挖、支护设计及稳定性分析提供理论参考。

摘要：为了探讨温度周期变化与高围压对大理岩变形、强度特性及破坏断裂损伤劣化的影响,采用MTS815.03电液伺服刚性岩石试验系统,选取四川凉山雅砻江大河湾锦屏二级水电站引水隧洞围岩大理岩试样分别进行不同温度变化(100～600℃),周期次数为8次。进行高围压(60 MPa)作用下全应力应变过程三轴压缩与单轴压缩对比试验,系统分析比较了温度循环与高围压作用对大理岩应力-应变关系曲线、峰值应力、残余应力,峰值应变、残余应变以及弹性模量等的影响。试验结果表明,大理岩随着温度升高,峰值强度、残余强度、弹性模量下降,峰值应变和残余应变随之增大;在同一温度下,随着循环次数增加,其弹性模量、峰值强度、残余强度降低,温度越高,降低越明显;多次循环后,岩石的脆性变大,应力-应变曲线峰后段不再平滑,残余应变变小,其研究成果为锦屏二级水电站引水隧洞围岩稳定性分析提供理论依据。

摘要：为研究深埋隧洞围岩卸载路径破坏特性,在现场深埋试验平洞内进行大理岩原位高压真三轴卸载试验,获得大尺度(50 cm×50 cm×100 cm)、高应力(2=11.2 MPa)、真三轴(1>2>3)、卸3破坏状态下,能反映深埋隧洞围岩实际应力状态和隧洞开挖应力路径的大理岩全过程应力-应变曲线和三轴强度。在高压卸载路径大理岩原位真三轴试验基础上,引入H-B经验强度准则研究大理岩卸载路径真三轴强度参数。研究成果表明:(1)对于大理岩卸载真三轴原位试验,按H-B经验强度准则评估卸载路径真三轴强度偏低情况较多,评估经验参数s=0.003951 7,mb=3.414,而由试验成果反算s=0.095 53,mb=12.208。(2)在H-B经验强度准则基础上,按M-C强度准则,评估大理岩卸载真三轴试验强度参数:tan=1.39,c=6.61 MPa,评估未扰动大理岩卸载真三轴强度参数:tan=1.60,c=6.73 MPa,前者可代表卸荷损伤岩体。

摘要：岩爆作为深埋地下工程围岩的一种破坏方式,其发生条件受多种因素的制约。根据在锦屏二级深埋隧洞掘进过程中的岩爆统计结果,即使应力条件和岩体强度达到一定的要求,岩爆发生与否以及剧烈程度还与岩体力学特性有密切的联系。锦屏二级深埋隧洞沿线以大理岩为主,为此开展了大理岩力学特性与岩爆发生关系的相关研究工作。根据大理岩三轴压缩试验结果,验证了大理岩的脆-延-塑转化特性,确定了锦屏白山组大理岩的转化围压和相关的Hoek-Brown强度参数,并利用经验的方法初步评价了锦屏深埋大理岩的岩爆风险。为了进一步明确岩体力学特性对岩爆风险的影响,利用现场实际的岩爆破坏形态,通过考察不同深度处测点的应力路径,校核了现场岩体的力学参数。在此基础上分析了具有岩爆风险的围岩力学状态,分别研究了岩石强度、岩体完整性和岩体脆性特征对岩爆发生条件的影响。研究结果表明,锦屏大理岩岩石强度和脆性特征可以影响到锦屏深埋隧洞围岩岩爆风险程度,但其影响相对较小,而岩体完整性对岩爆风险形成具有比较明显的影响。

摘要：采用电液伺服材料力学试验系统对常温-800℃高温作用下大理岩的力学性能进行了研究，考察了大理岩的全应力-应变曲线、峰值应力σp、峰值应变εp、弹性模量E等量的变化特征。结果表明：随受热温度升高大理岩的峰值应力和弹性模量不同程度上渐次降低，尤其是在不同温度段岩石强度降低具有突变性，而峰值应变不同程度渐次增长。800℃时大理岩的延性明显增强，应力达到峰值后，应变仍表现出缓慢增加特性，但最终大理岩破坏方式仍以脆断为主。研究结果一定程度上反映了大理岩在温度作用下内部结构变化的特征，可为相关岩体工程设计与研究提供参考。

摘要：通过对烘干和饱水状态下的大理岩进行纵波波速测试 ,发现饱水后的大理岩波速将发生变化并表现出明显的分散性 ,波速的各向异性也被弱化 ,长期浸泡后 ,大理岩的波速还可能会降低。引入绕射系数 k,对 Wyllie公式加以完善 。

摘要：温度作用下的裂隙岩体是高放射性核废物的地层深埋处置、地热资源开发以及大都市圈的大深度地下空间开发利用等工程中经常遇到的一类复杂岩体。从加热后裂隙岩体的损伤机理研究入手,通过对不同温度应力作用后大理岩进行单轴压缩试验,得到了各温度下大理岩全应力—应变曲线,并分析了大理岩抗压强度、弹性模量和峰值应变等随加温温度变化的关系及其产生现象的原因,为探索高温岩石力学性质提供了理论依据和参考。

摘要：为探究岩石在水化-冻融耦合作用下的蠕变规律,以湖北地区某露天边坡大理岩为研究对象,设置酸性、中性、碱性3种溶液环境浸泡,开展不同冻融循环次数条件下的单轴压缩蠕变试验,并对比分析大理岩宏观破坏形态和断口细观特征。结果表明:1)在同一冻融循环次数条件下,酸性溶液环境中的瞬时、蠕变应变量及蠕变速率均最大,碱性溶液环境次之,中性溶液环境最小;2)大理岩长期强度为瞬时强度的0.685~0.812,长期强度折减较大;3)酸性溶液对大理岩颗粒结构的损伤劣化程度强于碱性溶液,但随着冻融作用的增强,碱性溶液对岩石结构的损伤程度逐渐接近酸性溶液。

摘要：针对在锦屏二级水电站引水隧洞中出现的大理岩滞后破裂现象,采用试验、监测、理论分析等手段综合分析了此现象的内在机理。锦屏二级引水隧洞的最大埋深2525 m,应力和岩体强度之间的矛盾尖锐,埋深的变化导致属于脆性岩石的大理岩也出现了破裂扩展的现象。借助室内压缩试验确定破裂为大理岩的主要开挖响应方式,现场布置的锚杆应力计测量结果及声波测试结果都表明深埋大理岩存在破裂随时间扩展的特点;采用基于应力腐蚀理论开发的应力腐蚀模型PSC可以很好地模拟这一现象。