高等岩石力学综述报告

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1、地下空间开发利用课程论文题目中国城市群的发展与城市地下空间开发利用学院土木与建筑学院班级硕士15-02专业土木工程姓名王志豪学号15121095日期2016/5/281对岩石工程流变学问题的综述性介绍1.1岩石流变的研究内容“流变”一词，源自于古希腊哲学家Heractitus的理念,意即“万物皆流”。简而言之,所有的工程材料都具有一定的流变特性，岩土类材料也不例外。大:W:的现场:测和室内试验都表明，对于软弱岩石以及含有泥质充填物和夹层破碎带的松散岩体，其流变属性则更为S著；即使是比较坚硬的岩体，如受多组节理或发育裂隙

2、的切割，其剪切蠕变也会达到相当的量值。用学术语言概括地说，只要岩土介质受力后的应力水平值达到或超过该岩土材料的流变丁限，将产生随时间而增长发展的流变变形。因此，在岩土工程建没中，就经常遇到岩体压、剪变形的历时增长变化情况，即为岩土体流变性态的具体反映。众所周知，岩石流变是指岩石矿物组构(骨架)随时间增长而不断调整重组，导致其应力、应变状态亦随吋间而持续地增长变化。对岩石工程流变学的研究，诸如在岩基、边坡和隧道与地下工程等有重要实川价值的领域，总的说來常包括有以下方面的研究内容：(1)蠕变：在常值应力持续作用下，岩体变形

3、随时间而持续增长发展的过程。(2)应力松弛：在常值应变水平条件下，岩体应力随时间而不断地有一定程度袞减变化的过程。(3)长期强度：岩体强度随时间而持续有限降低，并逐渐趋近于一个稳定收敛的低限定值。(4)弹性后效和滞后效应(黏滞效应)：加荷时继瞬间发生的弹性变形之后，仍有部分后续的黏性变形呈历时增长；此外，在一定的应力水平持续作用下，在卸荷之后，这部分黏性变形虽属可恢复的，但其恢复过程却需要一定的滞后时间。以上部分的变形虽仍属于弹性变形范畴，但对在加荷过程中其变形随时间的逐渐增长称为“滞后效应”；而在卸荷之后，其变形随吋

4、间的逐渐恢复，则称为“弹性后效”。二者统称“黏滞效应”，都归属于流变岩体的黏性特征。就上述4个方而的岩体流变属性而言，其第(1＞方而，即岩体蠕变与岩石工程和隧道设计施工的关系最为密切，这一方面的研究工作也最具重要性和工程实用价值。1.2工程流变研究的重要性就隧道和地下工程为例，其洞室围岩的受力和变形只有从上述岩体流变学的观点和方法出发，才能对诸如毛洞施工期失稳、围岩变形位移及其对支衬结构形变压力的历时持续增长发展，以及衬砌支护与围岩的时效相互作用等工程实际问题作出有说服力的合理解释。对此试稍作展开说明：若不计岩体的上述

5、黏性流变特征，则洞体开挖后洞周附近围岩的应力重分布和弹性或弹塑性的收敛变形是以弹性或弹塑性波的传播速度进行的，以弹性波而言即为按声波波速传播，则应视力在成洞的瞬间就己全部完成。如果该瞬间围沿的应力不超过其强度值，则认为毛洞将是永远稳定的，嗣后其变形将不会进一步增长发展。然而，对毛洞体的长期观察和量测都充分表明，许多在成洞之初呈稳定的岩体，如不及时文护，则在经过一段时间之后，洞体才可能局部或整体失稳而导致坍塌、破坏。这说明洞周围岩变形的增长与时间因素密切相关。又如：用岩体流变的观点来解释，作用在衬护结构上的围岩压力，对软

6、岩而言，主要是因围岩蠕变、因而在衬护受力以后又增长发展的形变压力(也可能包括小部分的地层松动压力此外，当“隧洞围岩-支护系统”的变形逐步趋于稳定以后，巾于岩体的应力松弛使作用于隧洞衬护上的闱岩压力以及闱岩对支护的约束抗力，仍会有少的波动变化，并还将再持续相当一段时间。上述这些分析，都已经过对许多隧洞的试验和实测所充分证实。再从隧洞支护与围岩相互作用的认识而言，一般都于毛洞开挖若干时H之后进行衬护,1对岩石工程流变学问题的综述性介绍1.1岩石流变的研究内容“流变”一词，源自于古希腊哲学家Heractitus的理念,意即“

7、万物皆流”。简而言之,所有的工程材料都具有一定的流变特性，岩土类材料也不例外。大:W:的现场:测和室内试验都表明，对于软弱岩石以及含有泥质充填物和夹层破碎带的松散岩体，其流变属性则更为S著；即使是比较坚硬的岩体，如受多组节理或发育裂隙的切割，其剪切蠕变也会达到相当的量值。用学术语言概括地说，只要岩土介质受力后的应力水平值达到或超过该岩土材料的流变丁限，将产生随时间而增长发展的流变变形。因此，在岩土工程建没中，就经常遇到岩体压、剪变形的历时增长变化情况，即为岩土体流变性态的具体反映。众所周知，岩石流变是指岩石矿物组构(骨

8、架)随时间增长而不断调整重组，导致其应力、应变状态亦随吋间而持续地增长变化。对岩石工程流变学的研究，诸如在岩基、边坡和隧道与地下工程等有重要实川价值的领域，总的说來常包括有以下方面的研究内容：(1)蠕变：在常值应力持续作用下，岩体变形随时间而持续增长发展的过程。(2)应力松弛：在常值应变水平条件下，岩体应力随时间而不断地有一定程度