【摘要】：巖石的高圍壓作用下表現(xiàn)出明顯不同于淺埋工程中巖石的力學行為和應力-應變特征。開挖時由于圍巖的擾動容易產生圍巖失穩(wěn)等工程事故。而對于深埋地下工程一般都具有工作年限長、工程規(guī)模大、工程重要性等級高等特點，一旦引發(fā)圍巖的穩(wěn)定性問題將會給工程帶來災難性的破壞，使得深部巖體工程面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)，也是許多學者和工程技術人員進行科學研究的熱點問題之一。 本文結合錦屏二級水電站深埋引水隧洞的工程背景，利用該工程中的巖石制作巖石室內力學試驗的巖樣，進行不同應力路徑下巖石的應力-應變特征的研究。最后利用試驗得到的巖石力學參數(shù)分析巖體開挖后圍巖的穩(wěn)定性分析。主要內容包括以下幾點。 (1)闡述了“深部”及“深部工程”的概念，引入臨界深度來界定深部工程，通過莫爾-庫倫屈服準則計算上臨界深度。分析了原巖應力的分布規(guī)律與特征，其中包括實測垂直應力、水平應力的分布規(guī)律以及平均水平應力、垂直應力和水平主應力與埋深的關系。并對實測平均水平應力、水平主應力值、兩個水平應力值的比值進行統(tǒng)計分析。 (2)通過室內巖石的力學試驗，研究巖石在三種不同加、卸載力學路徑下的應力-應變曲線及破壞特性。對比分析三種情況下巖石變形參數(shù)和強度參數(shù)的變化規(guī)律。得到巖石在不同圍壓下的軟化規(guī)律、殘余強度的變化規(guī)律，以及圍壓大小對巖石強度和變形性能的影響。得到了巖石在卸荷段在考慮圍壓和徑向應變影響下巖石變形模量、泊松系數(shù)隨圍壓的變化規(guī)律。 (3)基于深埋隧道開挖后圍巖的變形特征，將圍巖劃分為塑性區(qū)和彈性區(qū)。通過理論計算圍巖在不同狀態(tài)下圍巖塑性區(qū)的位移，然后結合力學試驗中巖體塑性位移的極限值，判斷各種應變狀態(tài)下圍巖的穩(wěn)定狀態(tài)。最后利用理論求解的塑性區(qū)范圍對圍巖按卸荷均值分區(qū)賦值進行圍巖的穩(wěn)定性計算，將計算結果與理論計算值及實際監(jiān)測數(shù)值對比，表明分區(qū)賦值后巖體強度參數(shù)及變形參數(shù)計算更接近深埋圍巖的實際狀態(tài)。
【圖文】：

結構剖面圖如圖 3-1 所示，該引水隧洞埋深范圍 1500m-2100m 之間，，根據(jù)第二章關于深部的定義可知該工程為深部工程。本試驗所用巖樣的埋置深度大致在1600m 左右的范圍內。巖樣所處巖層為厚層狀白山組大理巖，巖體比較完整，未見明顯的結構面、裂隙，經組成分析巖石的主要礦物成分為方解石。

MTS815.03伺服試驗系統(tǒng)圖
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U451.2

【參考文獻】

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本文編號：2564605