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TBM和钻爆开挖条件下隧洞围岩损伤特性研究
  • ISSN号:1000-131X
  • 期刊名称:土木工程学报
  • 时间:0
  • 页码:121-128
  • 语言:中文
  • 分类:U455.4[建筑科学—桥梁与隧道工程;交通运输工程—道路与铁道工程] U451.2[建筑科学—桥梁与隧道工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]中国水电顾问集团华东勘测设计研究院,浙江杭州310014, [2]武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉430072
  • 相关基金:中国博士后科学基金(200904501317)、国家杰出青年科学基金(50725931)、国家自然科学基金面上项目(50779050)、国家自然科学基金委雅砻江水电开发联合基金(50639100)、湖北省自然科学基金杰出青年人才项目(2007ABB026)
  • 相关项目:岩体开挖瞬态卸荷诱发震动的机理与分析方法研究
中文摘要:

采用理论计算的方法分析圆形隧洞TBM开挖和钻爆开挖时边界上初始地应力的卸荷效应,并比较二者的破坏范嗣。分析结果表明,TBM开挖时开挖边界上的地应力经过一个平稳缓慢的调整过程到达二次应力状态,而钻爆开挖时,地应力则经过一个高速动态调整过程而到达二次应力状态,这一过程将在掌子面附近的岩体中激起动态卸载应力波,波阵面经过处径向应力表现为卸载回弹,切向出现动应力集中,表现为加载,扰动使得隧洞嗣岩中的动态剪应力增大,促使岩体中微裂纹扩展。因此,初始应力动态卸荷(钻爆开挖)在岩体中所产生的损伤范嗣比准静态卸倚(TBM开挖)所产生的损伤范围要大;在中高地应力条件下,初始地应力瞬态卸荷所引起的围岩损伤是总体开挖EDZ的重要组成部分。爆破荷载所引起的损伤或开挖卸荷诱发的损伤均可能成为EDZ的主要贡献因素,这主要依赖于地应力水平的高低。

英文摘要:

The effect of initial geo-stress unloading on the circular tunnel boundary during TBM and blasting excavations are studied using theoretical analysis method, and the damage zones induced by geo-stress unloading during excavation between the two excavation-modes are compared. The result indicates that the stress adjustment from in-situ stress field to the secondary stress state during TBM excavation is static and slow, while in the process of blasting excavation, the stress adjustment is rapid. Dynamic unloading stress wave could be activated by the rapid adjustment of in-situ stress during blasting, the radial stress first unloads and then rebounds, and tangential stress concentrates occurs when the wave-front goes through. The shearing stress in the surrounding rock increases and the micro-cracks extend because of this dynamic disturbance. The damage area induced by dynamic unloading during blasting excavation is larger than that induced by static unloading during TBM excavation. The transient unloading of in-situ stress during rock excavation may be an important factor for the dynamic response of surrounding rock mass, and the maximum damage of surrounding rock mass could be induced by either the blasting load or the transient unloading of in-situ stress, depending on the value of in-situ stress.

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期刊信息
  • 《土木工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:这么住房和城乡建设部
  • 主办单位:中国土木工程学会
  • 主编:袁驷
  • 地址:北京三里河路9号建设部内
  • 邮编:100835
  • 邮箱:tumuxuebao@263.net
  • 电话:010-58934211 58933912
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-131X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2120/TU
  • 邮发代号:2-582
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:40506