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摘要
深埋隧道侧壁围岩经常出现张拉破坏(板裂或层裂),这与深部岩体在高预静载和动力扰动下的组合受力状态密切相关。为了揭示这种组合应力模式引发岩石张拉破坏的作用机理,对高预静载红砂岩试样进行了动力扰动作用下的巴西圆盘试验。以红砂岩试样纯静态拉伸断裂载荷为基础,选取两个预静载水平(80%和90%的纯静态张拉断裂载荷)作为初始高预静载水平,之后施加动态扰动载荷直至试样发生破坏。动态扰动方式采用正弦波载荷加载,加载波幅值分别为纯静态张拉断裂载荷的20%和10%。动态扰动频率设置为1,10,20,30,40和50Hz。结果表明,红砂岩试样在组合作用下的抗拉破坏强度和峰值位移均低于纯静态张拉载荷下的抗拉破坏强度和峰值位移,而且这两个参数随着扰动频率的增加而显著降低。当预静载水平为80%时,红砂岩的抗拉强度的降低幅度随着动态扰动频率的增加而从3.3%增加到9.4%。当预静载水平为90%时,降低幅度由7.4%增加到11.6%。这种抗拉强度的弱化效应,表明深部围岩在预静载和动力扰动组合作用下更容易发生破坏。在破坏机理方面,深部侧壁围岩的受力环境决定了岩石破坏模式为拉伸破坏,预静载水平主导着围岩的拉伸破坏强度,动力扰动则对强度弱化有促进作用并且影响强度弱化的幅度。
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