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深埋洞室围岩参数劣化的试验与数值模拟研究: 2025年; 洞室开挖会导致围岩刚度和强度参数劣化,而深埋洞室开挖过程中围岩参数劣化规律尚不明确。为此,通过对木寨岭隧道围岩的跨孔声波测试,揭示洞室开挖过程中参数劣化的空间分布规律,同时建立考虑围压和塑性应变影响的围岩参数劣化模型(CSS模型)并应用到该工程数值模拟中。结果表明:洞室开挖过程中围岩波速下降,可推断出围岩参数发生劣化;采用CSS模型能更好地反映出这种参数劣化现象;围岩参数劣化的空间分布规律可分区表示,越靠近洞壁,参数劣化程度越高,塑性区之外区域,在围压足够大的情况下会出现参数强化的情况。; 杨朝帅李达强; 关键词：深埋洞室弹塑性

考虑围岩损伤效应的深埋洞室岩爆试验研究: 2025年; 为了深入研究围岩损伤对岩爆机制影响,进行损伤区模拟材料比选,制作含损伤区试件(1000 mm×600 mm×400 mm),利用自主研制的岩爆模型试验系统钻进装置对试件进行洞室开挖(孔径110 mm),随后采取逐级加载的方式对不同损伤区厚度的试件开展了考虑围岩损伤效应的深埋洞室岩爆模型试验,试验过程中利用摄像头监控洞壁破坏过程,基于橡皮纸模型原理对洞壁图像进行图像展开,并对展开图像进行盒维数计算分析。结果表明:岩爆宏观破坏过程分为裂纹萌生、碎粒弹射、裂纹扩展和碎片迸射阶段;随着损伤区厚度增加,试件洞室侧墙破坏深度也逐步增大;在左、右洞壁的盒维数缓慢提升、急剧增长阶段,洞壁盒维数增长率随着损伤区厚度的增加呈直线下降趋势;随着损伤区厚度增加,加载过程中洞壁裂纹主要集中在损伤区内部,洞室破坏时洞壁破坏深度增大。研究成果进一步揭示围岩损伤条件下深埋洞室岩爆孕育与破坏机制。; 李伦祝文化夏元友王世煜唐直帆; 关键词：洞室岩爆盒维数图像展开

超高地应力深埋洞室脆性围岩开挖方法: 本发明公开了一种超高地应力深埋洞室脆性围岩开挖方法，涉及隧道施工技术领域，目的在于有效应对超高地应力深埋洞室开挖中面临的岩爆、板裂、岩体分区破裂等深部高能级动力灾害问题。本发明采用的技术方案是：超高地应力深埋洞室脆性围岩...; 张世殊罗春马行东唐碧华陈军刘跃尹崇林李健薄黎昌有吴章雷田雄

穿越断层破碎带深埋洞室爆破开挖围岩破坏机理研究进展被引量：3: 2024年; 我国西部大开发战略正进一步实施,西南高山峡谷地区正在或即将在密集展开一大批大型水电工程.然而受复杂地形条件限制,工程建设中将导流、引水、发电等水工建筑物布置在地下,这就涉及到具有埋深大、地应力高典型特征的地下洞室群开挖工程,并且相当一部分地下洞室群不可避免地穿越断层破碎带.本文总结了近年来工程师和学者重点关注的围岩变形破坏成因以及降低围岩变形破坏发生风险和保障深埋洞室施工安全的方法与技术.诸多研究从理论上阐明了爆破-瞬态卸荷力学作用过程,明确了爆炸应力波和地应力瞬态-卸荷应力波产生机理;从爆破-瞬态卸荷反复扰动激发应力波传播规律、应力波与含断层破碎带岩体的相互作用、含断层破碎带岩体强度特征等方面深入研究爆破-瞬态卸荷反复扰动下穿越断层破碎带深埋洞室变形破坏机理.并结合现场试验、数值模拟和室内试验的方法研究提出了爆破-瞬态卸荷扰动作用下围岩破坏预报及其控制措施.最后提出了关于爆破-瞬态卸荷扰动对含断层破碎带岩体复杂相互作用及控制技术的深入研究方向.; 苏都都范勇吴进高杨广栋冷振东; 关键词：断层破碎带围岩深埋洞室瞬态卸荷

锚杆支护方式对深埋洞室隔冲击效果影响的数值模拟研究: 2024年; 与浅埋洞室相比,随着埋深增加而产生的高地应力现象使深埋洞室安全性评价更加复杂。本研究在考虑地应力平衡的前提下,采用有限元与无限元相结合的方法,对冲击荷载作用下深埋洞室的锚杆支护方式进行了设计与优化。计算结果表明:在平衡初始地应力之后,Mises应力会随着锚杆长度、疏密程度的增加略有增长。当锚杆长度和疏密程度增至某一特定值时,洞室洞壁的位移和塑性应变将达到最小值,洞室围岩将达到相对安全状态。锚杆间隔布置下,长锚杆数量的增加将提高洞室围岩的安全性。当对洞室拱脚进行重点支护时,整个洞壁的位移均有所减小。; 王雪杨帅史志杰郑际镜王艳锋; 关键词：深埋洞室锚杆支护围岩应力

真三轴单面卸荷条件下中间主应力对深埋洞室岩爆影响特征: 2024年; 岩爆灾害已成为国内外深埋洞室建设的重大安全隐患。利用新型真三轴岩爆试验系统,开展了不同中间主应力下“单面侧向卸荷-三向五面受力-竖向持续加载”的室内物理模拟试验,对比分析了不同中间主应力下岩样的弹射破坏过程、破坏形态特征、声发射特性、碎块特征以及弹射动能等变化规律;基于三维离散元理论和多晶建模技术(随机生成Voronoi矿物晶粒),研究了真三轴单面卸荷条件下岩爆“孕育—发生—发展—破坏”全过程及能量演化特征。研究结果表明:不同中间主应力下岩爆弹射破坏过程可概括为颗粒局部弹射、岩石劈裂成板、板折断裂成块及块片全面弹射;其中,岩石劈裂成板是岩爆孕育过程中必然经历的破坏现象。岩样临空面破坏形态具有相似的多元分区破坏特征,即邻近临空面区域产生以张拉破坏为主的劈裂裂缝,远离临空面区域产生以剪切破坏为主的贯穿性斜裂缝。声发射撞击数演化过程可分为相对平稳阶段、快速上升阶段、整体破坏阶段及平静期阶段。随着中间主应力的不断增大,碎块的弹射动能呈增大的变化趋势。岩爆碎块多以粗粒、中粒与细粒碎块为主,且随中间主应力的增加,微粒碎块质量基本不变,细粒、中粒与粗粒碎块质量则呈平稳增加的趋势。利用考虑颗粒矿物成分的晶体尺度精细仿真模型(CSFM)模拟了岩爆“孕育—发生—发展—破坏”全过程,获得了岩样的应力-应变曲线,其变化趋势与室内试验测试结果基本一致且曲线吻合度较好。弹性应变能的演化曲线大致可分为早期增长速率递增阶段、近似线性增长阶段、屈服平台期间增长速率递减阶段及峰后急剧下降阶段。; 孙飞跃郭佳奇刘希亮刘希亮王树仁; 关键词：深埋洞室中间主应力真三轴试验离散元方法

高地应力区深埋洞室开挖过程岩体力学响应与岩爆倾向性分析被引量：1: 2024年; 为探究高地应力区深埋洞室开挖卸荷过程诱发的岩爆问题,以双江口水电站洞室溢洪道为工程背景,基于微震监测技术分析了洞室开挖过程中岩爆微震事件时空分布特征,确定了洞室岩爆灾害的风险部位。通过有限元软件构建了洞室的初始应力场,将有限元得出的洞室损伤区云图与现场微震监测结果进行对比分析。在此基础上,分析了洞室溢洪道变形和应力变化规律,揭示了洞室变形机制,探讨了洞室岩爆等级。研究结果表明:洞室开挖初期,左侧拱肩位置先发生变形;随着洞室大规模开挖卸荷,左侧边墙应力突然释放易出现脆性破坏;洞室开挖后期,左侧边墙与底板交汇位置因出现应力集中导致围岩劈裂的破坏现象。同时,根据Barton判据、Rb/σ1判据和陶振宇判据对洞室拱脚、拱肩和拱顶位置进行岩爆分析,拱脚位置在开挖过程中易发生严重岩爆现象,拱肩和拱顶位置可能出现轻微岩爆或中等岩爆现象。; 马天昌; 关键词：洞式溢洪道高地应力岩爆倾向性

考虑围岩损伤效应的深埋洞室时滞型岩爆试验研究: 岩体损伤和岩爆现象往往会同时出现在实际工程中,现有研究成果也阐明了岩体损伤对岩爆机理与破坏特征有着某种程度影响。本文在自主研制的岩爆模型试验装置上,采用先开洞、后加载的方式开展了考虑围岩损伤效应的深埋洞室时滞型岩爆模型试...; 李伦; 关键词：洞室岩爆关联维数盒维数

大当量爆炸地冲击毁伤效应的理论与试验研究Ⅲ:深埋洞室地冲击效应模拟试验研究: 2023年; 为厘清开挖扰动和大当量爆炸地冲击扰动对深埋洞室破坏的影响机制,采用自主研制的深埋洞室地冲击效应模拟试验系统,开展从地应力加载、洞室开挖到地冲击扰动加载全过程的相似模型试验。试验模拟了600 m埋深洞室开挖过程,以及封闭爆炸当量90 kt、比例爆距为133 m/kt^(1/3)时的地冲击扰动诱发工程破坏现象。试验成功模拟了颗粒弹射、板裂和块体激活等现象。得到冲击扰动作用下洞周应力、应变和位移的变化规律以及深部洞室的破坏机制。证实了比例爆距为133 m/kt^(1/3)时,洞室处于轻微破坏区。此外,通过开展重复地冲击扰动下的洞室稳定性研究,成功模拟岩爆、板裂、掌子面坍塌等工程灾害,得到重复地冲击扰动下洞室的破坏机制。试验的成功开展,为大当量地下爆炸作用下深埋洞室防护和安全范围确定奠定了重要的基础。; 李志浩李杰李杰; 关键词：深埋洞室相似模拟试验

流变作用对地下深埋洞室长期稳定性影响研究被引量：1: 2022年; 围岩的流变特性是影响地下厂房围岩变形及长期稳定性的重要因素。选取某水电站地下深埋洞室群中的母线洞为研究对象,采用三参量广义Kelvin黏弹性模型,基于ABAQUS建立流变数值模型进行三维数值模拟,研究隧洞围岩的长期应力变化和位移发展变形以及支护结构的内力变化情况,以分析和评价其长期安全稳定性。通过研究可以得出,在流变效应影响下,洞室围岩在现有支护结构下其位移变形可以得到有效控制,衬砌和锚杆支护结构可以满足地下深埋洞室长期稳定性要求。; 刘智华吴昕怡; 关键词：ABAQUS

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