不同原岩初始应力梯度下的岩体动态扰动响应机理研究

项目名称： 不同原岩初始应力梯度下的岩体动态扰动响应机理研究

项目编号： No.51404303

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 矿业工程

项目作者： 陶明

作者单位： 中南大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 深部硐室围岩具有高初始应力，而且初始应力呈梯度变化。项目提出爆破等动态加载下深部硐室围岩的受力为“初始应力梯度+动力扰动”的组合作用模式，拟利用SHPB动静组合加载试验平台，加工中间开孔的条形岩石试样，使得试样在承受轴向静态加载时孔洞周边产生一维初始应力梯度，从而试验得出试样在承受冲击载荷时应力梯度区的破坏情况。针对深部岩体处于三维应力状态的特点，建立深部硐室三维有限元模型，采用隐式-显式混合求解的方法，实现深部硐室的静态应力初始化和动态加载过程的顺序求解，数值模拟原岩初始应力梯度和动态载荷对岩体破坏的影响。在实验和数值模拟的基础上，构建组合应力作用下岩石破坏过程的演化模型，理论推导出动载荷在初始应力单调递增、递减和有序变化的介质中传播的控制方程，获得这些特殊应力环境下岩石的动态加载响应机理，揭示组合应力下岩石破坏的发生机制，为深部岩体的灾害预控和安全开挖提供理论依据。

中文关键词： 深部；应力梯度；动力扰动；动静组合；响应机理

英文摘要： Deep underground rocks are naturally high stressed, and the initial stress is change with gradient in the surrounding of the cavity face. Therefore, the present project demonstrates the mechanical mechanism of blasting or other impact loading conducted in

英文关键词： deep underground；stress gradient；dynamic disturbance；coupled static and dynamic；response mechanism