高应力作用下硬岩马蹄形巷(隧)道破坏行为:现象和机理

摘要

首先采用颗粒流程序(PFC)研究含马蹄形孔洞板状岩石模型在双轴压缩下的力学响应;其次,采用改进的复变函数法推导孔洞周边应力分布;最后,对锦屏二级水电站因岩爆引起的隧道破坏实例进行分析和讨论。结果表明,在低侧限应力作用下,孔洞周围共出现4种类型裂纹,即孔洞顶底板的初始拉伸裂纹、侧壁上的剥落裂缝、拐角处的次生拉伸裂纹和对角线上的剪切裂纹。随着侧限应力的增加,拉伸裂纹逐渐消失,而剥落破坏愈发严重。隧道模型的破坏现象与实际引水隧道的非常吻合,且解析获得的应力分布可以阐明裂纹的萌生机理。