深部巷道围岩的分区破裂机制及_深部_界定探讨

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1、第25卷第9期岩石力学与工程学报Vol.25No.92006年9月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringSept.，2006深部巷道围岩的分区破裂机制及“深部”界定探讨王明洋，宋华，郑大亮，陈士林(解放军理工大学工程兵工程学院，江苏南京210007)摘要：通过分析巷道围岩的应力状态和变形破坏多阶段、多水平的性状，揭示巷道围岩最大支撑压力区的体积变形状态及其后果，得出深部围岩区域破裂现象的发生条件、岩体的初始压力和围岩全过程变形状态，尤其是围岩峰值后状态下材料的残留强度关系。根据分区破裂现象的出现条件，提出界定浅部及深

2、部工程活动的标准：浅部工程——坑道最大支撑压力区不破坏的深度；深部工程——坑道最大支撑压力区发生破坏的深度。关键词：岩石力学；应力状态；深部巷道围岩；区域破裂现象中图分类号：TU45文献标识码：A文章编号：1000–6915(2006)09–1771–06ONMECHANISMOFZONALDISINTEGRATIONWITHINROCKMASSAROUNDDEEPTUNNELANDDEFINITIONOF“DEEPROCKENGINEERING”WANGMingyang，SONGHua，ZHENGDaliang，CHENShilin(EngineeringIns

3、tituteofEngineeringCorps，PLAUniversityofScienceandTechnology，Nanjing，Jiangsu210007，China)Abstract：Byanalysingthestressstate，deformationandfailureofrockmassaroundtunnelsatavarietyofstagesandatmulti-levelofstresses，thevolumetricdeformationstateanditsconsequencesareexhibitedforthemaximum

4、supportingpressurezone.Therelationshipsarederivedbetweentheconditionfortheoccurrenceofzonaldisintegrationphenomenonindeeprocksandtheinitialrockstresses，thetotaldeformationprocessofrocks，andinspecial，theresidualstrengthsofrocksatpost-peakstresses.Accordingtotheconditionfortheoccurrence

5、ofzonaldisintegrationphenomenon，acriterionisproposedfordefiningtheshallowandthedeeprockengineering：theshallowrockengineeringcorrespondstothedepthtowhichtherockmasswithinthemaximumsupportingpressurezonedoesnotfail；andthereverseistrueforthedeeprockengineering.Keywords：rockmechanics；stat

6、eofstress；rockmassarounddeeptunnel；zonaldisintegrationphenomenon周边的破坏区、非线性变形区和岩体“未扰动”1引言区(原状区)，在这些区域内，岩石处于不同应力–变形状态，区域状态由岩体的自然应力场和变形–在岩石力学领域，长期以来对地下坑道周围岩强度特征值来决定。但对于深部工程活动来说，由石的应力–应变状态变化的研究，主要是利用弹塑于地应力性质大于岩体单轴极限强度时，就会出现[1～3]性力学知识在连续介质力学框架内进行。据此，一些不同于浅层现象的性质反映，即可观察到深部地下巷道周围划分出了相互依次配置的区

7、域：巷道坑道围岩地质力学能的“量子化”效应，这说明稳收稿日期：2005–07–04；修回日期：2005–11–28基金项目：国家自然科学基金重大项目(50490275)；教育部新世纪优秀人才支持计划作者简介：王明洋(1966–)，男，博士，1994年于解放军理工大学工程兵工程学院获博士学位，现任教授、博士生导师，主要从事防护工程方面的教学与研究工作。E-mail：wmyrf@163.com•1772•岩石力学与工程学报2006年定或准稳定状态的直径是分开排列，在很多相关研向以及主变形ε，ε，ε和其相应的方向来描述。123[4～6]究中称之为“区域破裂现象”。任意体

8、积(三维的