动荷载作用下地下洞室楔形体稳定性分析.pdf

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1、ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ工程地质学报１００４－９６６５／２０１５／２３（３）０４８５０６ＤＯＩ：１０．１３５４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｅｇ．２０１５．０３．０１６动荷载作用下地下洞室楔形体稳定性分析唐红梅周云涛陈洪凯王贺（重庆交通大学岩土工程研究所重庆４０００７４）摘要通过楔形体破坏的３个基本假定建立了地下洞室楔形体物理模型，提出了楔形体稳定性分析的极限平衡方法。该方法得出了楔形体稳定系数计算表达式，并结合几何分析判断楔形体的稳定状态，进一步探讨了楔形体在爆破施工荷载作用下的楔形体稳定性响应。案例分析表明，楔形体在自重作用下处于稳定状态

2、，施加初始爆破荷载时增加了楔形体的稳定性；工程爆炸作用力远远大于楔形体自重荷载，爆破荷载对楔形体稳定性起主导作用；当爆炸荷载反射时楔形体稳定性显著降低，且沿楔形体①面发生单面滑动破坏。关键词地下工程稳定系数几何分析爆炸荷载中图分类号：ＴＵ４５文献标识码：ＡＳＴＡＢＩＬＩＴＹＡＮＡＬＹＳＩＳＦＯＲＷＥＤＧＥＲＯＣＫＭＡＳＳＯＦＵＮＤＥＲＧＲＯＵＮＤＣＡＶＩＴＩＥＳＵＮＤＥＲＤＹＮＡＭＩＣＬＯＡＤＴＡＮＧＨｏｎｇｍｅｉＺＨＯＵＹｕｎｔａｏＣＨＥＮＨｏｎｇｋａｉＷＡＮＧＨｅ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＪｉａｏｔｏ

3、ｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００７４）ＡｂｓｔｒａｃｔＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｒｅｅｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌａｓｓｕｍｐｔｉｏｎｓｏｆｗｅｄｇｅｒｏｃｋｍａｓｓ（ｗｅｄｇｅ）ｆａｉｌｕｒｅ，ａｐｈｙｓｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｗｅｄｇｅｉｎｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｃａｖｉｔｉｅｓｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｎｄａｌｉｍｉｔｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｍｅｔｈｏｄｆｏｒｗｅｄｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｃａｎｏｂｔａｉｎａｓｔａｂｉｌｉｔｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｔｏｊｕｄ

4、ｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｓｔａｔｅｐｕｒｓｕａｎｔｔｏｔｈｅｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ．Ｉｔｆｕｒｔｈｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｓｗｅｄｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｕｎｄｅｒｂｌａｓｔｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｌｏａｄ．Ｃａｓｅａｎａｌｙｓｉｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｗｅｄｇｅｉｎｇｒａｖｉｔｙｉｓｉｎａｓｔａｂｌｅｓｔａｔｅ，ａｎｄｔｈｅｗｅｄｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｈｅｎｔｈｅｗｅｄｇｅｉｓｅｘｅｒｔｅｄｂｙｂｅｇｉｎｎｉｎｇｂｌａｓｔｉｎｇｌｏａｄ．Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｂｌａｓｔｉｎｇｌｏａｄｉｓｍｕｃｈｇｒ

5、ｅａｔｅｒｔｈａｎｔｈｅｗｅｉｇｈｔｏｆｗｅｄｇｅ．Ｂｌａｓｔｉｎｇｌｏａｄｃａｎｐｌａｙａｌｅａｄｉｎｇｒｏｌｅｉｎｔｈｅｗｅｄｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｗｈｅｎｂｌａｓｔｉｎｇｓｔｒｅｓｓｗａｖｅｓｒｅｆｌｅｃｔｔｈｅｗｅｄｇｅ，ｉｔｓｓｔａｂｉｌｉｔｙｄｅｃｒｅａｓｅｓｍａｒｋｅｄｌｙ．Ｓｉｎｇｌｅｓｌｉｄｉｎｇｆａｉｌｕｒｅｏｆｗｅｄｇｅｏｃｃｕｒｓａｌｏｎｇｓｕｒｆａｃｅ①．ＫｅｙｗｏｒｄｓＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｔａｂｉｌｉｔｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ，Ｂｌａｓｔｉｎｇｌｏａｄ足一定角度时变发生滑

6、移、坠落等破坏，是地下洞室０引言及边坡中常见的地质灾害之一。地下洞室楔形体受围岩类型、应力重分布、开挖方法、地下水、位置、裂楔形体是节理面、软弱夹层或断层等层理经过隙发育程度等多种因素的影响，楔形体稳定性计算切割完整岩体形成的岩石块体，当楔形体临空并满仍是目前地下工程以及边坡工程的一个难题。因书收稿日期：２０１４－１０－１０；收到修改稿日期：２０１５－０２－０４．基金项目：国家自然科学基金（５１３７８５２１），重庆市国土重大科技项目（ＣＱＧＴ－ＫＴ－１２０３０１）资助．第一作者简介：唐红梅（１９６８－），女，博士，研究员，硕士生导师，主要从事地质灾害减灾理论与技术研

7、究．Ｅｍａｉｌ：ｈｍｔａｎｇ６７７８＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ４８６ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ工程地质学报２０１５此，对楔形体稳定性进行计算分析对于工程设计及刚体，图１为楔形体破坏形迹，图２为楔形体物理模施工具有一定的指导意义。型，其中，①、②、③三面与围岩接触，接触面为节理地下洞室楔形体是围岩的一部分，若楔形体不面，另一面④为临空面；发生一定的变形和破坏一般难以发现，因此楔形体（２）楔形体３个接触面压力（拉力）分布均匀；亦是地下施工的隐式灾害。如何确定楔形体的大小（３）楔形体破坏只沿３个接触面滑动或掉落，和位置是分析楔形体稳定性