深部围岩松动圈劈裂破坏机理探究

郭纬; 陈昊祥; 李杰; 徐天涵; 李超; 纪玉国

doi:10.19952/j.cnki.2096-5052.2025.02.05

隧道与地下工程灾害防治 ›› 2025, Vol. 7 ›› Issue (02) : 42 -50. DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2025.02.05

深部围岩松动圈劈裂破坏机理探究

郭纬, 陈昊祥, 李杰, 徐天涵, 李超, 纪玉国

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摘要

为探究围岩松动圈的劈裂机理对于硐室变形控制的影响，选用弹-脆-塑性本构模型建立松动圈内应力场与变形场表达式，得到松动圈范围公式，并基于岩体缺陷处的局部应力松弛模型探究松动圈内岩体的变形与劈裂机制，厘清松动圈内剪切破坏与劈裂破坏的发生逻辑，建立围岩松动圈劈裂破坏的应力判据，给出剪切破坏、剪切破碎、板裂以及最大支撑压力区劈裂4种典型破坏模式发生的临界外部荷载条件。结果表明：径向卸载会导致围岩产生局部拉应力场；塑性剪切变形是内部岩体发生劈裂破坏的前置条件；加卸载模量相差越大岩体越容易发生劈裂；剪切破碎的发生条件远高于劈裂破坏，在实际工程中难以发生。