变质砂岩卸围压破坏特征试验研究.pdf

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1、第31卷第4期土木工程与管理学报Vol_31No．42014年12月JournalofCivilEngineeringandManagementDec．2014变质砂岩卸围压破坏特征试验研究卢自立，邓拓，刘文浩，邱汉杰，王光壮，汪华斌。(1．广东省长大公路工程有限公司，广东广州510620；2．湖北工业大学土木工程与建筑学院，湖北武汉430068；3．华中科技大学土木工程与力学学院，湖北武汉430074)摘要：山岭隧道工程高地应力岩爆现象的发生受多种因素的影响，其中岩石卸围压过程中的破坏特性是其重要的判别标志之一。

2、本文结合二广高速公路茅田界隧道隧址变质砂岩常规三轴试验不同围压条件下峰前卸围压试验，开展岩石破坏的全过程实验研究，并结合破裂过程的声发射特征探讨了岩石的变形破坏特征，初步分析了卸载破坏诱发岩爆机理基本特征。研究结果表明：随着围压不断的增加，变质砂岩变形特性表现出低围压下的脆性向高围压下塑性的转换，说明围压的增加抑制了岩样的破坏，提高了岩样的承载能力。在相同围压条件下，较快的卸载速率使岩样破坏时释放的能量更小，说明岩样破坏前所能储存的极限储存能更少，这样岩爆就会更容易发生。此外，变质砂岩破坏初期是以张性破坏为主，峰前

3、卸围压，高地应力下变质砂岩表现出张剪性破坏特征，且岩样表现出的脆性随围压强度增大而减小。关键词：三轴试验；卸荷过程；声发射；破坏特征中图分类号：TU425文献标识码：A文章编号：2095-0985(2014)04-0029-04TestingonUnloadingConfiningPressureforCharacteristicsoftheMetamorphicSandstoneLUZi—li，DENGTuo，LIUWen—hao，QIUHan-jie，WANGGuang—zhuang，WANGHua．bin(1

4、．GuangdongProvincialChangdaHighwayEngineeringCoLtd，Guangzhou510620，China；2．SchoolofCivilEngineeringandArchitecture，HubeiUniversityofTechnology，Wuhan430068，China；3．SchoolofCivilEngineeringandMechanics，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China)A

5、bstract：RI3ckburstisadynamicphenomenonandcanbeinducedbymultiplefactorsinexcavationunloadingofundergroundengineering．Theprocessofunloadingconfiningpressurecanidentifythecbaracteristiesofrockfracture．Basedontheanalysisofactualstressstatesonsurroundingrocks，conve

6、ntionaltriaxialanddifferentunloadingconfiningstresstestswereconductedafterthepeakstrengthofmetamorphicsandstonesintheMaotianjietunnelsiteoftheErGuanghighway．Theprocessofrockfailm。ewasstudiedwiththemonitoringofacousticemission，whilecharacteristicsofrockfracture

7、wereanalyzedincaseofrockbursting．Theexperimentresultsshowthatbrittlefacturecanbeidentifiedinalowerconfiningpressure，andtheplasticdeformationwasthemainfeatureaftertheincreasingofconfiningpressures．Itcanbeconcludedthatthecapacityofmetamorphicsandstonewasincrease

8、dduetotheincreasingofconfiningpressures．Meanwhile，arapidunloadingratecanmakelessenergyreleasedforrockfracture，whichcaninducetheoccurrenceofrockbursting．Furthermore，themetamorphicsa