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爆炸地冲击扰动诱发含结构面围岩破坏模拟试验

2023-07-13熊自明李志浩程祥珍陈焕新

同济大学学报(自然科学版) 2023年6期
关键词:围岩

熊自明,李志浩,高 磊,2,程祥珍,马 超,陈焕新

(1.陆军工程大学 爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室,江苏 南京 210007;2.南京理工大学 机械工程学院,江苏 南京 210094;3.32391部队,广东 广州 510000;4.96911部队,北京 100011)

近年来,随着采矿、隧道、水利和国防工程等重大项目逐渐向地球深部迈进,深部工程灾害日益凸出[1-4]。随着埋深的增加,地应力随之增大,高应力的存在,会使得围岩内储存大量的弹性能。在洞室开挖过程中,围岩内部应力会发生转化和转移,同时,开挖产生的洞室为围岩变形和移动提供了临空面。现场监测显示,开挖过程中发生的岩爆、大变形等工程灾害[5-7],会严重威胁人身财产安全。

外界扰动荷载的作用同样是诱发工程灾害的重要原因。研究表明,扰动作用会加速岩体内的能量转移。为揭示动力扰动对深部围岩的破坏机制,众多学者开展了大量的研究。何满潮等[8]研制了冲击岩爆模拟系统,模拟了动力扰动作用下灾害的发生过程。苏国韶等[9-11]开展了低频扰动作用下岩块和含孔洞岩石试样的破坏试验,研究了岩石试样的破坏机制和能量演化机制。宫凤强等[12]开展了不同静载下硬岩在动力扰动作用下的试验研究,分析了静应力水平和扰动频率对岩石试件破坏的影响。赵光明等[13]研究了扰动作用下,卸荷岩体的破坏特征。刘闽龙等[14]研究了多次动力扰动作用下岩石的变形破坏特征,得到冲击次数的增加,会加速岩石破坏的结论。

不同于爆炸近区强冲击荷载引起的强度破坏,当洞室距离爆源较远时,爆炸产生的动力扰动远小于岩块的强度,地冲击扰动引发洞室破坏的主要原因在于初始结构面的存在[15]。……

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