贯通节理砂岩峰后变形试验研究及其在隧道支护中的应用

平 洋,李树忱,汪 雷

(山东大学岩土与结构工程研究中心,山东济南 250061)

贯通节理砂岩峰后变形试验研究及其在隧道支护中的应用

平 洋,李树忱,汪 雷

(山东大学岩土与结构工程研究中心,山东济南 250061)

深部资源开发中地下硐室围岩稳定控制必须面对峰后碎裂岩体的变形和破坏问题,但目前对峰值强度后的变形特征和强度特性研究不足,认识不充分,常导致大体积塌方、大变形等重大工程事故。采用RLW－1000型岩石三轴伺服刚性机对不同围压贯穿裂隙圆柱体标准试件进行常规三轴压缩试验,分析裂隙岩体在不同围压下裂隙岩体的峰后强度和变形特性。试验结果表明:裂隙试件的峰值强度,残余强度和峰值应变基本上是随着围压的增大而增大;围压越小,裂隙岩石峰后扩容现象越明显,岩石扩容随围压增大而减小,且岩石可塑性和围压共同影响岩石扩容。结合试验结果分析发现将峰后非连续体变形控制在残余强度的初始阶段,能以相对较低的支护阻力有效控制过高的破裂膨胀变形发生,保证隧道围岩的稳定。

围压;峰后;隧道支护;三轴压缩试验;残余强度;最佳支护力

岩石类材料的峰后力学行为一直是岩石力学研究领域的重点,也是难点之一。现在已经有足够的证据证实:巷道围岩存在断裂带是普遍现象,巷道支护所涉及的对象正是这些处于峰后的破裂岩体,巷道地压的显现也正是峰后破裂岩体的力学表现。研究岩石材料在峰后力学行为对于指导巷道支护具有重要的意义[1－3]。……