隧洞岩爆孕育演化的细观力学机制

王利¹，沈秀运²，高谦³

1. 河南理工大学土木工程学院2. 河南理工大学基建处3. 北京科技大学土木与环境工程学院

摘 要：根据微损伤不可逆演化原理,利用有限元模型,模拟隧道断面在自适应位移加载条件下,从点状微损伤斑图到宏观贯通断裂的不可逆的跨尺度生长过程。模拟显示的破坏区与现场观察非常一致。岩爆的孕育演化是大大小小的"V"形裂隙带将岩爆体从完整母岩中分划出来的过程。岩爆演化的细观力学机制研究表明,裂隙带扩展受滑移驱动作用控制,其扩展方向与最大剪切滑移方向一致,裂隙带的宏观表现是滑移带,内部具有张拉破裂的细观机制。随着滑移带扩展,最后可形成两个驱动核组成的驱动团,它们从相对方向将裂隙带贯通。裂隙带贯通前,驱动团上的承载力明显增大。岩爆孕育过程的声发射、微震或电磁、热效应监测对于岩石类动力灾害的临兆预测具有重要意义。

关键词：深埋隧洞;岩爆;孕育;数值模拟;滑移裂隙带;