【摘要】：為揭示TBM深部軟弱圍巖變形破壞力學(xué)特性,開展了反映深埋隧道TBM機械開挖卸荷本質(zhì)——高初始圍壓下緩慢準(zhǔn)靜態(tài)卸荷這一卸荷特征的砂質(zhì)泥巖三軸卸圍壓試驗,研究結(jié)果表明:緩慢卸荷條件下的巖石峰前應(yīng)力-應(yīng)變曲線接近于常規(guī)三軸壓縮峰前應(yīng)力-應(yīng)變曲線,卸荷屈服階段產(chǎn)生損傷擴(kuò)容,側(cè)向變形加速增長,從體積壓縮開始轉(zhuǎn)向擴(kuò)容;應(yīng)力達(dá)到峰值強度后,巖石首先發(fā)生1~2級脆性跌落,隨著圍壓繼續(xù)緩慢卸荷,巖石沿一條斜率較小的近似斜直線發(fā)生伴隨有多級次生微破裂的線性應(yīng)變軟化;巖石變形全過程由彈性變形段、峰前卸荷損傷擴(kuò)容段、峰后脆性跌落段、含有多級微破裂的線性應(yīng)變軟化段以及殘余強度階段組成;巖石緩慢卸荷發(fā)生宏觀張剪復(fù)合破壞,并伴有軸向劈裂裂紋,破裂斷面為由許多劈裂裂紋相互貫通形成具有一定寬度的剪切帶,剪切帶內(nèi)劈裂的巖片在軸向擠壓力和沿破裂面的剪切力共同作用下被擠壓和摩擦成許多細(xì)顆粒和巖粉。
[Abstract]:In order to reveal the deformational and destructive characteristics of deep soft surrounding rock in TBM, a triaxial confining pressure relief test of sandy mudstone is carried out, which reflects the unloading nature of deep buried tunnel TBM mechanical excavation--slow quasi-static unloading under high initial confining pressure. The results show that the stress-strain curve of rock under slow unloading is close to that of the conventional triaxial compression pre-peak stress-strain curve, and the damage is expanded during unloading and yielding stage, and the lateral deformation increases rapidly. From volume compression to capacity expansion; When the stress reaches the peak strength, the rock first occurs 1 ~ 2 grade brittle drop. With the confining pressure continuing to unload slowly, the rock takes place along an approximate oblique straight line with a small slope, accompanied by linear strain softening with multistage secondary microfracture. The whole process of rock deformation consists of elastic deformation section, pre-peak unloading damage expansion section, post-peak brittle drop section, linear strain softening stage with multi-stage micro-fracture and residual strength stage. Macroscopic tensile and shear composite failure occurs in slow unloading of rock, accompanied by axial splitting crack, and the fracture section is formed by a shear band with a certain width through which many split cracks cross each other. Under the combined action of axial extrusion force and shear force along the fracture surface, the split rock pieces in the shear zone are squeezed and rubbed into a lot of fine particles and rock powder.
【作者單位】： 中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所巖土力學(xué)與工程國家重點實驗室;武漢大學(xué)土木建筑工程學(xué)院水工巖石力學(xué)教育部重點實驗室;中國煤炭科工集團(tuán)西安研究院有限公司;
【基金】：國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973)資助項目(2014CB046904) 國家自然科學(xué)基金資助項目(41130742,41102198)
【分類號】：U451.2

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2356273