Características mecânicas de carregamento e alívio de ardósia arenosa com dupla junta não contínua e mecanismo de propagação de fissuras

WANG Lehua ,  

XU Jianwen ,  

CHEN Can ,  

GUO Jinfan ,  

XU Xiaoliang ,  

摘要

No processo de escavação e alívio de carga de câmaras subterrâneas, as características mecânicas do maciço rochoso com juntas e o comportamento da propagação de fissuras são cruciais para a segurança e estabilidade da engenharia. O objeto de estudo foi o ardósia arenosa fissurada não contínua do pátio subterrâneo da usina hidrelétrica de Karala, em Sichuan. Foram realizados testes triaxiais completos e de juntas não contínuas na ardósia arenosa, analisando-se as características mecânicas e de deformação da ardósia sob diferentes caminhos de carregamento e alívio, explorando-se a aplicabilidade de diferentes critérios de resistência para descrever as características mecânicas durante o carregamento e alívio, e investigando o mecanismo de propagação de fissuras com base na mecânica da fratura. Os resultados mostraram que, com o aumento da pressão inicial de confinamento, a tensão máxima e a deformação máxima das amostras sob diferentes caminhos de esforço apresentam tendência de aumento; em comparação com os testes triaxiais de carregamento, os caminhos de alívio e as juntas reduzem a capacidade de carga das amostras, a coesão das amostras completas aumentou 4,1% e diminuiu 30,4% durante a redução da pressão axial e da pressão de confinamento, respectivamente; o ângulo de atrito interno aumentou 3,5% e 7,3%, respectivamente; as amostras com juntas apresentaram coesão reduzida em 32,9% e 53%, respectivamente, em relação às amostras completas, e o ângulo de atrito interno diminuiu 2,2% e 10%; em comparação com os critérios de resistência de Mohr-Coulomb e Drucker-Prager, o critério de resistência de Mogi-Coulomb descreve melhor as características de resistência à ruptura da ardósia arenosa durante o carregamento e alívio; sob o mesmo caminho, o ângulo teórico de iniciação de fissura aumenta com o aumento da pressão de confinamento, sendo que as amostras com dupla junta apresentam ângulo maior que as amostras completas; sob diferentes caminhos, o ângulo teórico de iniciação de fissura concentra-se aproximadamente entre 55° e 60°.

关键词

mecânica do maciço rochoso de alívio; junta não contínua; ardósia arenosa; mecânica da fratura; propagação de fissuras

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