真三轴应力条件下加载率对深部圆形隧道岩爆影响的试验研究

摘要

为了研究加载率对真三轴应力条件下圆形隧道围岩岩爆的影响,对含有d50 mm圆形贯穿孔洞的100 mm×100 mm×100 mm立方体砂岩试样开展了真三轴试验,采用微型摄像机实时监测并记录洞壁的破坏过程。加载率分别为0.02,0.10和0.50 MPa/s。试验结果表明,岩爆过程经历了平静期、颗粒弹射期、岩片剥落期,最终形成V形槽。岩爆具有一定的时滞性,发生岩爆时垂直应力较高。洞壁初始破坏时的垂直应力随着加载率的增加而增加。在初始破坏之后的同一时间段内,岩爆的剧烈和严重程度随着加载率的增加而增强。当垂直应力恒定并保持在较高的应力水平时,低加载率下洞壁的岩爆破坏程度要比高加载率下的严重。随着加载率的增加,岩爆产生的岩片的质量减小,岩片的分形维数增大。