高水压条件下大理岩破坏机理试验研究.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004—9665／2015／23(4)一0695—05DOI：10．13544／j．cnki．jeg．2015．04．016高同水／J＼压条件下大理岩破坏机理试验研究木杜尊龙①林锋①孙赤①李俊①苏立君②(①地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学)成都610059)(②中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所成都610041)摘要锦屏二级水电站深埋隧洞中大理岩洞段处于高水压力和高应力环境中，该段在施工过程中多次发生严

2、重突水灾害。对该段大理岩的高水压条件岩石力学试验表明，高水压条件下，岩石应力一应变曲线在峰值应力附近出现明显平缓段，应力降大，岩石峰值强度及脆性破坏后破碎程度随水压力升高而升高，岩石试件以压致拉裂破坏为主。基于高水压条件下裂纹周边应力解析分析，认为裂隙中高水压力存在降低了裂隙尖端附近高应力集中效应，与加载方向一定小夹角范围内的微裂隙尖端附近最大拉应力集中程度接近，这使得岩石中应变能可进一步积累、压致拉裂型微裂隙数量进一步增加，岩石呈脆性破坏，并且破碎程度明显增加。研究工作对深埋隧洞突水灾害防治及强

3、降雨诱发高速滑坡灾害预防具有重要的理论和现实意义。关键词深埋隧洞大理岩高水压破坏机理裂隙尖端中图分类号：P642．3文献标识码：AEXPERIMENTALSTUDYoNFAILUREMECHANISMoFMARBLEUNDERHIGHWATERPRESSUREDUZunlong①LINFeng①SUNChi①LIJun①SULijun②((~StateKeyLaboratoryofGeohazardPreventionandGeoenvironmentProtection，ChengduUnive

4、rsityofTechnology，Chengdu610059)((~lnstituteofMountainHazardsandEnvironment，CAS，Chengdu610041)AbstractMarbleundertheenvironmentofhighwaterpressureandhighstressarepresentinthedeepburiedtunnelofJinping—IIHydropowerStation．Severalserioustunnelgushinghaza

5、rdsoccurredatthemarblesectionsduringtheconstructionprocessofthedeepburiedtunne1．Marblemechanicaltestunderhighwaterpressureindicatesthataflatsectionappearsnearpeakstressonthestress-straincurve．Thestressdropisverybig．Rockpeakstrengthanddegreeofcrushinga

6、fterbrittlefailureincreasewiththeincreasingofwaterpressure．Compressioncrackingisthemainfailurepatternofmarblesamples．Stressanalysisaroundcrackssuggeststhathighwaterpressureincracksreducesthestressconcentrationeffectsnearcracktip，andtheapproximatelyequ

7、alconcentrationeffectsofmaximumtensilestressnearcracktipswithinasmallanglerangefromloadingdirection．Therefore，thestrainenergyandthecompression-crackingmicro—crackquantityinthemarblecanfurtherincrease．Thebrittlefailurecanbedeveloped．Thedegreeofcrushing

8、ofrockissignificantlyincreased．Thisstudyhasimportant$收稿日期：2015—04—22；收到修改稿Et期：2015—05—28．基金项目：973计划项目(2013CB733201)资助．第一作者简介：杜尊龙(1991一)，男，硕士生，主要从事工程地质方面的研究．Email：411595587@qq．com通讯作者简介：林锋(1972一)，男，博士，教授，主要从事地质工程专业的教学和科研工作．Email：f@edut．edu．an69