不同应力条件下裂隙岩体广义流变特性及稳定性研究

作者：王峰

来源：安全与环境学报, 2023, 23(06): 1800-1806.

DOI：10.13637/j.issn.1009-6094.2022.0616

• 安全工程
• 广义流变
• 围压效应
• 等时线
• 工程意义

裂隙岩体开挖后形成扰动区，随着时间的延长，应力和应变同时变化的这种流变现象确实存在，在刚性支护后，随着时间的延长，强度会恢复，且在强度恢复过程中应力和应变又同时变化，这种流变现象用一般的蠕变和应力松弛很难解释清楚，通过广义流变来研究不良地质裂隙岩体的稳定性和长期强度非常重要。首先，对广义流变特征、力学机制进行了总结分析，将隧道开挖扰动区分为开挖破碎区(Excavation Fracture Zone, EFZ)、开挖损伤区(Excavation Damaged Zone, EDZ)和原岩弹性区(Inner Elastic Zone, IEZ),将峰后卸荷损伤区(Unloading Damage Zone, UDZ)和塑性流变区(Plastic Disturbed Zone, PDZ)合并为广义流变损伤区(Generalized Relaxation Disturbed Zone, GRDZ),重点探讨了不同裂隙岩体开挖扰动区岩石广义流变的工程物理意义；然后，开展了不同条件下的广义流变试验，得到裂隙岩体开挖扰动区岩石的广义流变特性；对比分析了单轴压缩、单轴拉伸和三轴压缩条件下广义流变特征的相似性和差异性，得到广义流变等时线近似于全应力-应变曲线向内的收缩线；最后，建立了可变模量本构方程，得到蠕变破坏寿命公式，根据广义流变曲线和开挖扰动区围岩应力、应变曲线的关系可知，流变破坏主要发生在广义流变区域的I区和II区的上半部分。此成果对分析裂隙岩体围岩稳定性、预测不良地质公路隧道工程寿命等具有应用价值。

• 单位
  中铁二十三局集团第六工程有限公司