【摘 要】
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旧寨隧道的围岩变形受岩体结构效应的影响,在旧寨隧道开挖过程中因为围岩的不安全状态可能会产生不必要的伤亡和财产损失。以往的研究一般无法对隧道完全复刻进行实际开挖模拟。对于隧道板岩的吸水强度变化和工程扰动下隧道围岩的动态破坏和损伤机理尚未得到充分了解和认知,进而造成了隧道在支护设计和控制隧道围岩变形时缺少可靠的依据,难以有效控制隧道围岩的稳定性。本文通过依托中铁七局玉楚项目部TJ4标旧寨隧道工程。利用
【基金项目】
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国家自然科学基金中智国际合作重点项目（41861134008）； 云南省重点研发计划项目（202003AC100002）； 云南省基础研究计划面上项目（202001AT070043）；
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旧寨隧道的围岩变形受岩体结构效应的影响,在旧寨隧道开挖过程中因为围岩的不安全状态可能会产生不必要的伤亡和财产损失。以往的研究一般无法对隧道完全复刻进行实际开挖模拟。对于隧道板岩的吸水强度变化和工程扰动下隧道围岩的动态破坏和损伤机理尚未得到充分了解和认知,进而造成了隧道在支护设计和控制隧道围岩变形时缺少可靠的依据,难以有效控制隧道围岩的稳定性。本文通过依托中铁七局玉楚项目部TJ4标旧寨隧道工程。利用理论分析主要包括岩石力学和损伤力学,现场进行勘探,采取合适的样品进行室内试验,同时利用数值模拟等方法,总结中风化硅质板岩在吸水和工程扰动作用下的机理。主要取得以下进展:1、开展岩石吸水特性实验,得到板岩不同浸水时间下岩石的吸水过程。板岩的吸水过程通过吸水量及吸水速率的不同可以分为三个阶段,第二层缓速吸水阶段为板岩主要吸水阶段。2、开展岩石的强度实验,可以看出板岩的单轴压缩强度随着含水率的增加而降低,弹性模量也随之降低。其破坏形态为双锥型剪切破坏。3、通过数值模拟软件再现岩石在进行单轴压缩时的破坏状态,再现岩石破坏过程中岩石内部破坏状态的变化,其破坏方式与实际试验相符。4、通过微观试验,揭示板岩在吸水后内部损伤变化过程及损伤机理。在板岩遇水后,粘土矿物发生膨胀,产生膨胀力使得板岩内部粘聚力大大降低,在一定程度上主要表现为岩石的软化,强度下降。5、以板岩的损伤动力学和统计理论作为研究依据,根据前人所研究的成果选取合适的损伤模型,通过冲击荷载实验模拟岩石受到的工程扰动,得到岩石在工程中受到扰动时的损伤演化规律。
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