巷道层状围岩各向异性工程力学特性研究

宋 斌

（中铁西北科学研究院有限公司 西南分院，四川 成都610031）

岩体力学性质是一切岩体工程设计支护以及评价的基础，长期以来都是研究重点，当然也是难点。目前，在实际工程中，通常是把岩体看作均质、连续、各向同性的弹性介质来处理[1－3]，然而实际工程中岩体呈现各向异性力学特征。大量学者对此进行了研究，表明各向异性变形与强度特性、加载方向、结构特征等有关[4-5]。Taval lali 和A. Vervoort[6-7]对层状砂岩进行了劈裂试验，发现层状岩体抗拉强度的各向异性特点非常明显，并获得了岩体横观各向异性破坏的强度公式；刘杰等[8]考虑岩体各向异性特性下的深埋高地应力隧洞开挖卸荷作用，提出了针对层状岩体变形参数的卸荷弱化方法。

获取并确定工程岩体各向异性的力学性质参数是进行工程设计支护、稳定性评价的基础依据，必不可缺。目前确定岩体变形参数的方法包括理论计算法[9]、现场试验法[10-11]、经验参数法[12-13]和数值分析法[14-15]等。但是各种力学参数的获取方法均在缺陷。经验参数法经济实用，但区域性、主观性强，取值随意性大，缺乏客观的依据[16]；理论计算和数值分析结果推测岩体力学参数为1 种快速且经济的方法，但需要与可靠的本构模型结合才能相得益彰，同时相关研究中大多是考虑结构面参数对岩体各向异性变形的影响，没有系统完整地描述岩体所处的环境和状态对变形参数各向异性特征的影响；而现场大尺寸试验设备要求规范，操作水平高。……