深埋脆性岩石力学参数评估与变形特性探讨

›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (S2): 109-114.

深埋脆性岩石力学参数评估与变形特性探讨

萧富元¹，王建力²，邵厚洁³

1 中兴工程顾问社大地工程研究中心，台湾台北 11071；2. 成功大学资源工程系，台湾台南 70101； 3. 公路总局苏花公路改善工程处，台湾宜兰 27050

收稿日期:2011-03-29 出版日期:2011-08-10 发布日期:2011-08-26
作者简介:萧富元，男，1966年生，博士，高级研究员，主要从事隧道工程与岩石力学方面的研究

Mechanical parameters estimation and tunnel deformation study for brittle rock under high overburden condition

HSIAO Fu-yuan¹, WANG Chien-li², SHAO How-jei³

1. Geotechnical Engineering Research Center, SINOTEH Engineering Consultant, INC., Taipei, Taiwan 10071, China; 2. Department of Resources Engineering, Cheng Kung University, Tainan, Taiwan 70101, China; 3. Suhua Improvement Engineering Office, Directorate General of Highways, Yilan, Taiwan 27050, China

Received:2011-03-29 Online:2011-08-10 Published:2011-08-26

摘要/Abstract

摘要： 隧道工程开挖深度有逐渐增加的趋势，深部岩石具高强度及高应力环境。虽然脆性岩石在高围压应力下，将转而呈现延性特性，但隧道开挖所产生的径向解压，使隧道周边一定范围内的岩体处在低围压状态，故这部分围岩的变形仍由脆性性质所掌控。对于脆性岩石呈现峰后强度弱化特性，文中汇整各种岩石峰后强度弱化参数评估方法后，提出结合Hoek-Brown准则与岩心试验的强度损失试验评估法。以实际工程案例分析结果显示，600 m埋深时岩石峰后强度弱化与否，对隧道围岩变形量影响不大，但隧道埋深超过2 000 m后，变形量的差异将达到3～4倍左右，显示脆性岩石峰后强度弱化特性，对深埋隧道施工变形影响不可忽视。

关键词: 脆性岩石, 峰后强度弱化, 参数评估, 案例分析

Abstract: The Overburden of tunnel construction is increasing recently. Rocks in the depths have high strength and high stress condition. With increasing confinement pressure, brittle rock will become more and more ductile and eventually behave like an ideally plastic medium. However, radial pressure of tunnel is rapidly reduced during excavation. The rock masses surrounding the tunnel are actually in low confinement condition. Tunnel deformation is mainly dominated by rock’s brittle properties. Brittle rock exhibits a progressive loss of strength when they are compressed beyond failure. After reviews of various parameter estimation methods of post-peak strength, the strength loss experiment method, which combines Hoek-Brown failure criterion with rock core experiment, is proposed. According to an actual case analysis, the tunnel deformation at 600 m overburden is about the same whether the post-peak strength degradation occurred or not. Nevertheless, the tunnel deformation has an obvious difference when the overburden exceeds 2 000 m. The difference of deformation is expected 3-4 times. The strength degradation of brittle rock beyond failure; therefore, it plays an important role in deep tunnel deformation.

Key words: brittle rock, post-peak strength degradation, parameter estimation method, case analysis

中图分类号:

TU 443

萧富元，王建力，邵厚洁. 深埋脆性岩石力学参数评估与变形特性探讨[J]. , 2011, 32(S2): 109-114.

HSIAO Fu-yuan , WANG Chien-li , SHAO How-jei. Mechanical parameters estimation and tunnel deformation study for brittle rock under high overburden condition[J]. , 2011, 32(S2): 109-114.

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