【摘 要】
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本文以某水封气库工程为背景设计了相似模型试验,并结合DIC光测技术和声发射系统多角度探究洞室岩体的失稳破坏过程;同时利用颗粒流仿真技术研究了细观尺度下多种形式的洞室岩体的失稳破坏特征,主要得到以下结论:（1）洞室岩体失稳过程的模型试验中表明,圆形洞室两侧首先出现张拉型裂隙;内壁前后两侧出现片帮现象,随后洞口两侧出现翼型拉-剪复合裂隙;直墙拱形洞室的裂隙首先自拱角开始发育并逐渐延伸至拱肩,拱底则出现
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本文以某水封气库工程为背景设计了相似模型试验,并结合DIC光测技术和声发射系统多角度探究洞室岩体的失稳破坏过程;同时利用颗粒流仿真技术研究了细观尺度下多种形式的洞室岩体的失稳破坏特征,主要得到以下结论:（1）洞室岩体失稳过程的模型试验中表明,圆形洞室两侧首先出现张拉型裂隙;内壁前后两侧出现片帮现象,随后洞口两侧出现翼型拉-剪复合裂隙;直墙拱形洞室的裂隙首先自拱角开始发育并逐渐延伸至拱肩,拱底则出现板裂片层;声发射结果的振铃计数和能量计数在21.5MPa后变得极为活跃;并在峰值荷载时达到最大然后迅速跌落;DIC结果中,洞口的斜上方和斜下方易形成竖直分布的应变集中区,峰值荷载时,拉应变集中区和剪应变集中区的分布几乎重合。（2）圆形洞室的PFC试验中,岩体内部细观裂隙以张拉裂隙为主,洞口两侧最终发育出细长、贯通的裂隙带;直墙拱形洞室的PFC试验中,两侧直墙形成贯通的裂隙带将岩体切割成块是洞室破坏的主因。（3）洞形对施工巷道围岩的承载能力具有较大影响,椭圆形、蛋型、马蹄形和直墙拱形断面的峰值荷载分别为圆形断面的96.41%、95.22%、94.06%、87.33%,马蹄形断面对应力的响应最早;蛋形和直墙拱形断面出现颗粒弹出时的应力水平较低。（4）过大的高跨比会显著削弱主洞室岩体的极限承载能力,其中0.8和1.0高跨比模型的破坏是由于裂隙带沿竖直方向扩展至岩体深部;1.5和1.8高跨比模型的破坏是两侧直墙处形成了大范围的圆弧状破裂区。（5）洞室间距对主洞室群的围岩破坏形态影响显著,随着间距的增大,两洞室中间岩体的力链分布逐渐稀疏;荷载达到峰值时,1.0、1.5和2.0倍洞跨间距模型内部的剪切裂隙的数量占比分别为10.47%、12.32%和14.26%,洞室间距的增大增强了内部的剪切作用。
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