使用石膏围岩试件模拟巷道开挖卸荷效应的试验研究

• 作者: 侯公羽 张广东 李小瑞 梁洪垚 梁金平 荆浩勇
• 来源期刊: 煤炭学报
• 学科: 工学
• 关键词: 岩石力学 开挖卸荷 小型围岩试件 围岩变形 围岩破坏
• 年，卷（期）: 2018,（3）
• 页码范围: 616-625
• 页数: 10页
• 分类号: TD311
• 字数: 8435字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2017.1524

摘要

为了掌握巷道(隧道)围岩在开挖卸荷条件下的变形规律及破坏机制,实现对巷道开挖卸荷过程中真实加、卸载过程的模拟,采用具有自主知识产权的巷道围岩开挖卸荷模型试验系统,对高强石膏材料制作的小型围岩试件(厚壁圆筒:高290 mm、外径200 mm、内径100 mm)进行了巷道开挖瞬态、缓慢卸荷以及破坏的模拟试验.试验过程中采集到围岩试件轴向和切向2个方向的应变随时间的变化关系,获得了开挖卸荷全过程的应变-时间曲线.试验结果表明:①围岩试件的轴向基本都呈现受压状态,部分测点出现拉压变化,轴向应变在缓慢卸荷时可充分展现其弹塑性变形,而在瞬态卸荷时大部分的变形是在卸荷后慢慢释放的,卸荷结束后围岩试件有轻微蠕变现象;②围岩试件的内测切向应变大于外侧,即离洞壁距离越远,应变越小,试件在卸荷过程中向内膨胀;③同一测点,卸荷过程中切向应变大于轴向应变,切向应变对卸荷过程的反应更敏感,具有瞬时性,在围岩变形中起主导作用;④卸荷破坏时,切向应变先于轴向应变发生突变,即围岩试件破坏方向朝向洞内,试件破坏主要是环向剪切破坏伴随有竖向劈裂.