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深埋岩体隧洞滞后型岩爆特征及其时效变形诱发机理研究 隧道工程在现代交通建设中占有重要地位。隧道施工过程中,岩石的爆炸、碎裂和变形是难以避免的问题。特别是在深埋岩体隧洞施工中,岩体的稳定性问题更加突出。因此,深入研究深埋岩体隧洞滞后型岩爆特征及其引发的时效变形,将为隧道施工提供参考和指导。 一、滞后型岩爆特征 1.岩爆的形成机制 深埋岩体施工时,岩石在机械作用下经历了破裂-滑动-倾覆的一系列过程,最终形成岩爆。岩石的破裂源于较大应力作用下的岩石断裂。断裂面形成后,断裂面两侧的应力趋于均衡,断裂面内的剪应力剧烈增大。当剪应力超过了岩石的剪切强度时,就会引发岩石滑动。 2.岩爆的特征 岩爆的特征是指在进行深埋岩体隧洞施工时,岩石在机械作用下的破碎、塌方和滑动引发的一系列破裂效应所表现出来的现象。其主要表现为: (1)岩石的爆炸和碎裂 深埋岩体隧洞施工中,炸药爆炸能量较强,可能会引发岩石的爆炸和碎裂。这种现象通常出现在强度和刚度较大的岩石中。 (2)岩石的滑动和倾覆 岩石在受到一定压力后失去稳定性,可能会出现滑动和倾覆现象。这种现象通常出现在岩石层中存在节理、裂隙和层理的区域。 二、时效变形诱发机理 岩爆对隧道的稳定性造成很大威胁,会导致严重的安全问题。为了探究滞后型岩爆引发的时效变形机理,下面通过岩石材料力学分析和试验研究方法探讨。 1.岩石的持久性变形模型 岩石面对压力时,弹性模量E和泊松比v的变化很小,因此滞后型岩爆引发后会出现持续时间很长的持久性变形。根据伊总体育理论,岩石塑性变形可以被分为几个单一的单元:弹性变形、塑性前折变形、塑性弯曲变形和压缩和折断变形。岩石的持久性变形可以从这几种变形中推导出来,这种变形与岩石类型、地应力、温度等因素有关。 2.应力状态的改变和岩石变形 隧道施工时,岩石面临着不断变化的力学状态:包括受压、撕裂、弯曲、剪切和扭转等五种力学状态。在这五种状态中,撕裂和弯曲是最重要的。当岩石撕裂时,其内部的压力状态会快速改变。当岩石弯曲时,其表面的应变和内部的压力也会马上发生变化。 三、结论 综上所述,深埋岩体隧洞滞后型岩爆特征及其时效变形诱发机理是隧道施工中必须考虑的重要问题。在隧道施工中,必须采取科学的施工方案和有效的岩体支护技术,以防止岩石作为管控因素之一对隧道的影响。岩石力学性质的研究和实验测试可以帮助我们更好地了解深埋岩体隧洞滞后型岩爆特征及其引发的时效变形的机理,从而为隧道施工提供可靠的技术支持。