深埋地下厂房分层开挖中地应力瞬态卸载的扰动效应

摘要

针对深埋地下厂房分层开挖工程中地应力场动态卸载诱发的安全问题,采用动力有限元软件,结合隐式-显式顺序求解方法研究了厂房分层开挖中围岩质点响应规律。结果表明:地应力卸载诱发的应力波在墙脚处发生绕射并在其上方围岩中产生应力波叠加,致使竖直向质点峰值振速沿边墙向上呈现先增大后减小的衰减规律;随着开挖深度增加,开挖区岩体应力水平也随之增加,卸载应力波在边脚处绕射后叠加效应更为显著;开挖区岩体地应力卸载诱发的拱圈质点振动规律受其结构形状影响,垂直于临空面方向的振速较大;拱顶振速峰值受初始地应力水平与距离影响,其值随开挖层数的增加呈现先增大后减小的规律;地应力瞬态卸载导致保护层岩体内产生动拉应力,其形成主要是边墙约束保护层引起卸载应力波反射所致,该拉应力与初始应力大小成正比。

关键词

地下厂房 / 地应力 / 瞬态卸载 / 数值模拟