软弱结构面岩体剪切蠕变试验研究

陈志，贾朝军，雷明锋

(1.中铁十二局集团 第七工程有限公司，湖南 长沙410075；2.中南大学 土木工程学院，湖南 长沙410075)

围岩的蠕变力学特性是隧道长期稳定性研究的重要课题之一。隧道开挖临空面的时效变形破坏可能在开挖后几天甚至几年才发生，例如瑞士和意大利之间的Simplon隧道[1]和中国的鹧鸪山隧道[2]。因此，对隧道围岩的蠕变力学特性进行研究对于保证隧道工程长期稳定性具有十分重要的意义。岩石的流变力学特性研究主要包括蠕变、松弛、弹性后效和长期强度[3]。试验是预测隧道围岩流变力学特性的主要方法。室内试验和现场流变力学试验主要包括在不同应力或应变速率下的蠕变和松弛试验。由于蠕变试验简单高效，学者对该领域研究较多。在过去的几十年中，对多种岩石材料进行了广泛试验研究，例如煤岩[4]，盐岩[5]、页岩[6]等蠕变变形较为显著的软弱岩石的力学特性研究取得了丰硕的成果。甚至对硬岩石，如大理岩[7]、花岗岩[8]等学者们亦开展了一定的研究。然而，工程实践表明，在隧道工程现场测得的围岩变形比在试验中通过试块测得的蠕变变形要大得多[9]。由此可见，岩体中包含的断层、破碎带、泥化夹层、节理和裂隙等软弱结构面的蠕变力学特性对隧道的变形稳定起控制作用。因此，有必要研究软弱结构面的蠕变力学特性，以确保隧道和地下工程的长期稳定性。很多学者采用完整岩块或水泥砂浆等材料预制结构面试件，进行了大量的蠕变试验研究，并获得了一系列成果。……