【摘要】：巖石和混凝土是兩種常見的工程材料,它們有著不同的力學(xué)性能及破壞機(jī)制。在地下洞室中,與巖石和混凝土相對(duì)應(yīng)的是圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu),而圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性又直接關(guān)系到地下洞室整體的穩(wěn)定性,因此研究圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的損傷破壞機(jī)制以及它們之間共同作用的微震釋放規(guī)律對(duì)于地下洞室有重要意義。主要開展的工作和取得的成果如下：(1)通過室內(nèi)聲發(fā)射試驗(yàn)對(duì)巖石和混凝土破壞過程的微震釋放機(jī)制的研究,進(jìn)行了混凝土的壓縮、拉伸試驗(yàn),進(jìn)行了巖石的壓縮試驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)花崗巖與混凝土的壓縮破壞過程都分為四個(gè)發(fā)展階段；混凝土拉伸變形過程較受壓過程簡單,只經(jīng)歷一個(gè)微裂紋穩(wěn)定發(fā)展階段；同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度��；抗拉強(qiáng)度受骨料粒徑的影響更大。(2)對(duì)圍巖-支護(hù)共同作用的微震釋放進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,就支護(hù)體系、開挖方式、不同傾角斷層等三個(gè)方面進(jìn)行了模擬。從剪應(yīng)力和微震事件的分布情況來看,支護(hù)體系之于地下洞室的穩(wěn)定性有不可或缺的作用,支護(hù)體系和圍巖共同承擔(dān)了來自巖體的重分布應(yīng)力；臺(tái)階法開挖過程中可能會(huì)出現(xiàn)裂縫,因此,當(dāng)巖體中應(yīng)力較大時(shí),要注意及時(shí)對(duì)圍巖進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)或初期支護(hù)；在水平斷層、30°傾角斷層、45°傾角斷層等三種情況下,含有水平斷層的洞室在同樣的工況下較晚才出現(xiàn)失穩(wěn)破壞,可見水平斷層對(duì)洞室穩(wěn)定性的破壞作用更小。(3)通過對(duì)大崗山地下廠房微震監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理,在分析圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的微震事件時(shí)空分布規(guī)律的基礎(chǔ)上,從微震事件的分布規(guī)律、斷層微震分布以及微震影響因素等三個(gè)角度來分析廠房的穩(wěn)定性。分析發(fā)現(xiàn)廠房周圍出現(xiàn)的微震事件大都與施工活動(dòng)密切相關(guān),震源離廠房主體結(jié)構(gòu)較遠(yuǎn),整個(gè)分析過程中出現(xiàn)的事件震級(jí)較小且沒有大事件發(fā)生,微震所產(chǎn)生的變形位移也很小,因此判定該廠房基本穩(wěn)定。對(duì)斷層引起的塌空區(qū)進(jìn)行支護(hù)以后,從微震事件的空間、震級(jí)以及位移分布等角度分析,發(fā)現(xiàn)塌空區(qū)域在圍巖與支護(hù)的共同作用下無再次發(fā)生失穩(wěn)破壞的趨勢,廠房是穩(wěn)定的。
[Abstract]:Rock and concrete are two common engineering materials, which have different mechanical properties and failure mechanisms. In the underground cavern, the surrounding rock and the supporting structure correspond to the rock and concrete, and the stability of the surrounding rock and the supporting structure is directly related to the stability of the underground cavern as a whole. Therefore, it is important for underground caverns to study the damage and failure mechanism of surrounding rock and supporting structure and the microseismic release law of the interaction between them. The main works and achievements are as follows: (1) through indoor acoustic emission test, the mechanism of microshock release of rock and concrete failure process is studied, the compression and tensile tests of concrete are carried out, and the compression test of rock is carried out. It is found that the compressive failure process of granite and concrete is divided into four stages, the tensile deformation process of concrete is simpler than that of compression process, and it only goes through a stable development stage of microcracks. The tensile strength of concrete with the same strength grade is smaller than that of the compressive strength, and the tensile strength is more affected by the particle size of aggregate. (2) numerical simulation of the microseismic release of the interaction between surrounding rock and support is carried out. Three aspects of the fault with different dip angles are simulated. According to the distribution of shear stress and microseismic events, the supporting system plays an indispensable role in the stability of underground cavern, and the supporting system and surrounding rock bear the redistribution stress from rock mass. Cracks may appear in the excavation process of step method. Therefore, when the stress in the rock mass is large, we should pay attention to the temporary or initial support for the surrounding rock in time, and in the case of the horizontal fault with 30 擄inclined angle fault and 45 擄dip fault, The caverns with horizontal faults appear instability failure only later under the same working conditions, which shows that horizontal faults have less effect on the stability of caverns. (3) through the processing of monitoring data of microearthquakes in underground powerhouse of Dagangshan, Based on the analysis of the temporal and spatial distribution of microseismic events in surrounding rock and support structure, the stability of the powerhouse is analyzed from three aspects: the distribution of microseismic events, the distribution of fault microearthquakes and the influencing factors of microearthquakes. It is found that most of the microseismic events around the factory building are closely related to the construction activities, the focal is far from the main structure of the building, and the magnitude of the events in the whole analysis process is small and no major events occur. The deformation displacement caused by the microearthquake is also very small, so it is determined that the plant is basically stable. Based on the analysis of the space, magnitude and displacement distribution of the microseismic events, it is found that there is no tendency of instability and failure in the caving area under the joint action of surrounding rock and support, and the workshop is stable.
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU91

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本文編號(hào)：2151293