高地应力V级围岩相似材料研制及岩体开挖卸载模型试验分析.docx

高地应力V级围岩相似材料研制及岩体开挖卸载模型试验分析
引言
高地地区地质环境复杂，存在大量岩体工程。而在这些地方普遍存在着高地应力场。高地应力条件下岩石的强度，可塑性等机械性质发生了显著变化，因此需要就此问题进行研究，以保证岩体工程的安全。
材料与方法
1.相似材料的研制
相似材料是进行岩体力学试验的基础和条件，必须具有与原岩相同或接近海拔高度下的岩性、岩质、力学参数、物理化学特征，同质性，可塑性条件，稳定性，可加工性等方面相似，并不受经济、时间等因素限制。
本文采用的相似材料是混凝土，配制的混凝土按照等效载荷和应力状态，研制了高度应力V级围岩相似材料。
在混凝土不同混合配比的情况下，通过试验数据筛选，筛选条件是混凝土的体积密度、抗拉强度、抗压强度、抗折强度选定单一模拟性能最接近的配方。
2.开挖卸载模型试验
为了模拟实际工程的应力场，本文使用了模拟高度应力场的仪器，在试验过程中，保持相似材料固定，施加应力，然后进行模拟开挖，通过测试相似材料的力学参数变化，评估其可靠性，并进行数据分析。
结果及讨论
通过研制相似材料和开挖卸载模型试验得到了相应的实验数据，其结果表明：
1.相似材料研制成功并具有相应实验价值。
2.模型试验中，高地应力条件下相似材料的抗拉强度、抗压强度和抗折强度等参数均明显下降，表明高地应力条件下围岩的强度明显降低。
3.模型试验中，相似材料的稳定性变差，在开挖进度过程中，相似材料会出现一定程度的塌陷和变形现象。
4.在开挖深度小于0.5m的情况下，变形和破坏范围较小，而在开挖深度超过0.5m后，变形和破坏范围随着开挖深度的增加逐渐扩大。
结论
本文研制的相似材料是模拟高地应力条件下相应岩体材料的优质材料，并且在开挖卸载模型试验中，成功地进行了模拟研究，得到了相关实验数据。研究结果表明：高地应力条件下，岩体材料的强度明显降低，稳定性变差，变形和破坏范围随着开挖深度的增加逐渐扩大。为今后高地岩体工程的安全设计提供了实验依据。