扰动诱发高应力岩体开挖卸荷围岩失稳机制 论文

地下开挖过程中高应力区域围岩易发生动力破坏，对地下工程施工人员及施工设备构成了重大威胁。采用真三轴卸荷扰动岩石测试系统对砂岩进行单面卸荷扰动试验，研究高应力岩体开挖单面卸荷围岩渐进性破坏规律，分析不同初始应力、不同扰动振幅、不同扰动频率静动组合条件下高应力岩体单面卸荷力学、破坏特征。结果表明: ①单面瞬时卸荷时，轴向应变存在瞬时回弹-压缩流变现象，轴向应力越大，回弹量越小，压缩量越大; ②随着第二主应力的增大，破坏强度呈现先升高后降低的过程，第二主应力为20 MPa处是破坏强度的转折点; ③高应力岩体单面卸荷破坏为拉伸-劈裂-剪切复合破坏，第二主应力对卸荷破坏的最终形态呈现关键因素，在第二主应力为10 MPa时，试样出现拉伸-劈裂-剪切裂纹，随着第二主应力的增加，试样内部剪切现象逐渐消失，出现的劈裂裂纹增加，在第二主应力为20 MPa时，试样内部基本全部处于劈裂破坏; ④动静组合作用下，静载的大小与岩样的强度是决定破坏的主要因素，同等扰动条件下，当静载为破坏强度的80%时，破坏强度为148.6 MPa，静载为破坏值的90%时，岩样的整体破坏强度为142.4 MPa，静载越大岩。