深埋岩体洞室失稳：侧压力系数影响研究

"该资源是一篇2008年的自然科学论文，主要研究深埋垂直板裂结构岩体中洞室的失稳破坏机制。通过RFPA数值模拟软件，作者贾蓬、唐春安和张国联分析了不同侧压力系数下洞室围岩的破坏特征，并对比了完整岩体中的相应情况。研究发现侧压力系数对破坏模式有显著影响，当系数小于1时，边墙岩柱会发生溃屈失稳，而大于1时，破坏集中在拱顶和隧道底部。此外，文章指出传统的梁板理论在评价板裂结构岩体洞室稳定性上的局限性，并强调在深埋条件下，应力控制是主导因素，结构面影响次之。" 本文深入探讨了深埋岩体结构中洞室稳定性的关键因素，特别是侧压力系数的作用。侧压力系数是衡量洞室周围岩体承受水平压力相对于垂直压力的比例，对于理解洞室失稳至关重要。在数值模拟中，当侧压力系数小于1时，岩体的边墙部分由于承受的压力不足，可能会出现岩柱的溃屈失稳，导致局部破坏。然而，当侧压力系数增大至大于1时，破坏模式转变为集中在隧道顶部和底部，边墙岩柱则保持相对稳定。 作者进一步指出，传统上用于洞室稳定性评估的梁板理论可能并不适用于板裂结构的岩体。梁板理论通常假设岩体为连续均匀的材料，忽略了结构面（如裂隙和断层）的存在和影响。但在实际的板裂结构岩体中，结构面的分布和力学特性会显著影响洞室的稳定性，因此需要更细致的考虑。 在深埋条件下，由于岩体受到的地应力较大，洞室围岩的破坏主要是由应力集中导致的。这表明在设计和施工过程中，需要重点考虑如何有效地分散和控制应力分布，以防止过大的应力导致的破坏。结构面虽然影响次要，但仍然不容忽视，因为它们可能成为应力传递和局部破坏的触发点。 这项研究提供了一种新的理解和分析深埋板裂结构岩体中洞室稳定性的方式，强调了侧压力系数和结构面的重要性，并对工程实践中的岩体稳定性评估提供了有价值的理论支持。对于地质工程师和岩土力学研究者来说，这些发现有助于优化隧道和地下工程的设计和施工策略，以确保其长期的安全性和稳定性。