爆破荷载诱发节理岩体边坡位移突变的能量机理研究
2021-02-25代金豪杨建华胡英国
长江科学院院报 2021年2期
代金豪,杨建华,胡英国,姚 池
(1.南昌大学 建筑工程学院,南昌 330031;2.南昌大学 江西省尾矿库工程安全重点实验室,南昌 330031;3.长江科学院 水利部岩土力学与工程重点实验室,武汉 430010)
1 研究背景
我国西南地区水利水电工程岩石高边坡分布着大量的断层、节理和裂隙等结构面,节理岩体边坡在爆破开挖过程中常出现位移突变,如:锦屏一级水电站左岸边坡的表面监测点在高程1 870~1 850 m爆破开挖后向横河方向最大突变位移为15 mm[1];乌东德水电站陡倾顺向坡的多点位移计监测的孔口变形最大突变位移为7.14 mm[2];大岗山水电站右岸边坡的f231结构面在爆破开挖期间最大张开量为14.4 mm[3]。当边坡位移突变量过大时,可能会导致边坡发生滑塌、崩落和倾倒破坏等动力失稳问题[4]。因此有必要研究爆破开挖过程中边坡节理岩体的位移突变机理,在保证爆破开挖质量的同时,实现对位移突变量的有效控制。
对于边坡岩体的位移突变,很多学者从卸荷松动的角度开展了研究。在20世纪90年代,国内学者就三峡水电站的永久船闸岩石高边坡的开挖卸荷问题进行了系列研究[5-7]。研究结果表明:岩质边坡爆破开挖作用会引起原岩应力释放,从而使得边坡表面发生向临空面的回弹变形。但以往的研究多将爆破开挖过程中的地应力卸荷视为准静态过程处理。卢文波等[8]通过对爆破破岩过程分析发现,岩体爆破开挖过程中的地应力卸荷是一个动态过程,地应力的瞬间卸载会引起岩块中弹性应变能急剧释放,进而导致岩块回弹和结构面张开,而准静态卸载条件下,结构面不会被拉开;……
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