第Ⅱ类岩石变形规律在隧道工程中的应用

通过对第Ⅱ类岩石变形机理的分析,得到第Ⅱ类岩石变形具有脆裂性,在隧道工程中主要表现为突然崩塌。从该类岩石的特性着手并结合隧道工程施工环境进行分析,得出诱发崩塌的原因主要与岩石的强度、冲击应力、扰动荷载、施工质量等有关系,尤其在特殊环境下多个因素同时出现,更容易发生不良地质灾害,并提出了一套规避不良地质灾害发生的预控方案。

单轴压缩和巴西劈裂试验条件下Ⅰ类和Ⅱ类岩石的荷载速率依存性指标研究

掌握岩石的时间依存性,对于估算地下结构的长期变形和稳定性是必不可少的。本文采用恒定加载速率(CLR)和交替加载速率(ALR)方法,对Ⅰ类和Ⅱ类岩石在单轴压缩(UC)和巴西劈裂(BT)条件下的全应力-应变曲线、峰值强度、加载速率效应和杨氏模量进行了比较分析,探寻了两种条件下岩石的相似性和差异性,同时,对荷载速率依存性进行了量化分析和深入研究。结果表明,两种加载条件下的全应力-应变曲线具有相似的规律;不同类型岩石的单轴压缩强度与劈裂强度的相关系数k在0.0424~0.1394的范围内,两者可以相互转化;劈裂模量与弹性模量之间存在线性关系,两个模量具有明显的时间依存性,且可相互转换;把常数n作为岩石荷载速率依存性指标,其值与加载条件、试验环境等因素相关,地下岩体的速率依存性指标值n可定量评价和预测地下结构的长期稳定性。建立了基于n值的可变模量本构方程,模拟了两种试验条件下的实验数据,计算结果的一致性较好。

Ⅰ型和Ⅱ型静动态统一本构关系及用于分析回跳现象

在Ⅰ型静动态统一本构关系的基础上,建立了Ⅱ型静动态统一本构关系,分别用Ⅰ型和Ⅱ型本构关系分析了有回跳特性的材料的力学行为.Ⅰ型本构关系以应变和温度为作用量,Ⅱ型本构关系以Ⅱ型应变和温度为作用量,Ⅱ型应变是应力和应变的线性组合.有回跳特性的材料在受到单调增加的轴向应变作用时,会经历弹性阶段、时间无关不可逆变化阶段、伴随有应力跌落的时间相关不可逆变化阶段以及最后的时间无关不可逆变化阶段.对应于每一个阶段,Ⅰ型本构关系都有相应的判据和计算公式.有回跳现象的单轴压缩应力_应变曲线,按照时间顺序可分为,应变单调增加的弹性阶段、应变单调增加的时间无关不可逆变化阶段、应变减小的时间无关不可逆阶段(回跳阶段)以及之后的应变再单调增加的时间无关不可逆阶段.在每一个阶段,Ⅱ型本构关系都有对应的判别准则和计算公式,Ⅱ型本构关系覆盖了有回跳特性的材料遇到的各种可能工况.