考虑围岩应力释放效应的岩爆滞后性模拟研究

doi:10.3973/j.issn.1672-741X.2015.S2.003

隧道建设（中英文） ›› 2015, Vol. 35 ›› Issue (S2): 13-16.DOI: 10.3973/j.issn.1672-741X.2015.S2.003

考虑围岩应力释放效应的岩爆滞后性模拟研究

陈素侠¹，陈洁²，白兴锋³

（1. 中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300222； 2. 中国林业科学研究院，北京 100091; 3. 西藏自治区水利电力规划勘测设计研究院，西藏拉萨 850000）

收稿日期:2015-06-20 修回日期:2015-10-27 出版日期:2015-12-15 发布日期:2015-12-24
作者简介:陈素侠（1984—），女，安徽阜阳人，2006年毕业于中国矿业大学（徐州），地质工程专业，硕士，工程师，现从事岩土工程体稳定性方面研究工作。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（51179210）

Numerical Simulation of the Delay Characteristic of Rockburst Based on the Rcokmass Stress Release Rate

CHEN Suxia¹, CHEN Jie², BAI Xingfeng^3

(1. Habour Consultants Co., Ltd., Tianjin 300222, China; 2. Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, China; 3. Tibet Hydropower Planning and Design Institute, Lhasa 850000, Tibet, China)

Received:2015-06-20 Revised:2015-10-27 Online:2015-12-15 Published:2015-12-24

摘要/Abstract

摘要：

现有岩爆判据可用于宏观上把握岩爆发生可能性，但对其所特有的滞后性现象机制研究不足。自围岩应力释放角度出发，利用数值模拟工具，研究分析岩爆滞后性特征。对不同应力释放率下围岩弹、塑性应变能分布特征以及围岩破坏区范围及特征进行分析研究。结果表明： 1）应力释放率与弹性模量之间呈指数关系，应力释放率较低时，围岩主要为弹性变形。2）随着释放率的逐步提高，洞壁围岩出现塑性屈服区，且弹性应变能与塑性应变能密度之间发生调整，并最终于洞壁一定深度处形成弹性能量集中区。3）应力释放率不同时，洞室围岩塑性区范围不同，且随着应力释放率的逐步提高，屈服状态自剪切屈服向剪切与张拉屈服并重转变，不同应力释放率下岩爆等级不同。研究结果对于认识岩爆滞后性现象具有一定的作用。

关键词: 应力释放率, 岩爆, 滞后性, 弹性模量折减

Abstract:

Rockburst is a phenomenon of geological hazard due to excavation in brittle rockmass of high insitu stress, which endangers the engineers and construction equipment. At present, the criterion of rockbusrt can be used to study the possibility of rockbusrt from the macroview, but the knowledge of the mechanism of the delay characteristics of rockburst is insufficient. In the paper, the delay characteristics of rockburst is studied on the basis of the stress release rate (SRR) of the rock mass by means of numerical simulation. The elastic strain energy distribution, the plastic strain energy distribution and the plastic field shape and range under different SRR are analyzed. Conclusions drawn are as follows: With the increase of core modulus reduction value, the SRR shows increase trend in the form of exponent. In the process of excavation, the rockmass deform elastically under the low SRR value. When the SRR value reaches certain degree, the portion of rockmass will be plastic field and behind the plastic region there will arise an elastic strain energy centralized phenomenon. Under different SRR values, the field turns from the shear field to the tensionshear field and the rockburst rank changes under different stress release rates. The investigation can provide an effective way for the study of the delay feature of rock burst.

Key words: rock mass stress release rate, rockburst, delay, elastic modulus reduction

中图分类号:

U 45

陈素侠，陈洁，白兴锋. 考虑围岩应力释放效应的岩爆滞后性模拟研究[J]. 隧道建设, 2015, 35(S2): 13-16.

CHEN Suxia, CHEN Jie, BAI Xingfeng. Numerical Simulation of the Delay Characteristic of Rockburst Based on the Rcokmass Stress Release Rate[J]. Tunnel Construction, 2015, 35(S2): 13-16.

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