巷道围岩松动圈形成机理的动静力学解析.pdfVIP

第33卷 第12期 岩 土 工 程 学 报 Vol.33 No.12 2011年 .12月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Dec. 2011 巷道围岩松动圈形成机理的动静力学解析 陈建功 1, 2，贺 虎 1, 2，张永兴 1, 2 （1. 重庆大学土木工程学院，重庆 400045；2. 山地城镇建设与新技术教育部重点实验室(重庆大学)，重庆 400045） 摘 要：考虑巷道围岩在开挖过程中的动静力作用，提出了围岩松动区包含破碎区和塑性软化区两个部分。首先在围 岩的瞬间卸载所产生的动力作用下，巷道周边围岩产生张拉裂隙破坏区，随后在原岩应力的静压作用下，产生拉剪复 合破坏形成破碎区。塑性软化区是在原岩应力的静压作用下，随围岩变形的增大逐渐形成的。同时，根据弹性力学知 识，得到巷道围岩由于开挖扰动和原岩应力作用引起的弹性应力场和位移场，提出了破碎区半径的求解方法。根据破 碎区围岩应力的分布及残余强度理论，得到破碎区对塑性软化区的支撑反力，再利用塑性区的应力计算公式，得到了 确定围岩松动区半径的计算公式。通过实例计算与实际监测对比表明，松动区的半径与现场实际观测到的结果吻合的 较好。 关键词：巷道；松动圈；动力学；静力学 中图分类号：TU45 文献标识码：A 文章编号：1000 –4548(2011)12 –1964 –05 作者简介：陈建功(1967 – ) ，男，浙江慈溪人，博士，副教授，主要从事地下工程和岩土工程的研究。E-mail: cjg77928@126.com 。 Dynamic and static analysis of mechanism of loosen zone in surrounding rock of tunnels CHEN Jian-gong1, 2, HE Hu1, 2, ZHANG Yong-xing1, 2 (1. School of Civil Engineering, Chongqing 400045, China; 2. Key Laboratory of New Technology for Construction of Cities in Mountain Area(Chongqing University), Ministry of Education, Chongqing 400045, China) Abstract: Considering the dynamic and static actions on surrounding rock during excavation process, the loosen zone is divided into two parts, broken zone and plastic softening zone. The transient unloading in surrounding rock will induce dynamic action on the rock near cavern periphery, leading to tension crack zone. Then, under the static action with the original stress in rock, the tension crack zone tends to be broken zone because of tension failure and shear failure. Under the stactic action with the original stress in rock, the deformatiom increas