卸荷岩体的变形破裂特征_沈军辉
隧道结构面在开挖卸荷条件下对深部巷道的破坏特性
文献标识码：A
文章编号：1006-7973（2021）02-0130-03
引言 在各种不同地质条件与岩性下进行的隧道开挖，导致的 卸荷作用与应力集中对隧道产生了破坏，许多学者都进行了 相关的研究。其中对岩石岩性研究最为广泛，大多数学者主 要研究岩石在单轴、三轴、真三轴等实验条件下岩石表现出 的力学特征性质，其中以大理岩、花岗岩等硬岩研究最为普 遍。结合数值模拟软件 FLAC3D、ANSYS 等进行岩土力学 性质趋势分析，对比实验室试验数据进行的总结，大多数学 者以此进行的研究都取得不错的岩石力学等基础理论。在隧 道开挖中岩土力学性质往往复杂多变受诸多因素影响，选择 合适的分析方式和数值模拟软件，往往对结论的判断更为准 确。在岩石受力过程中随着围压变化材料性质不断地发生转 换，在隧道开挖过程中不同的受力方式也会使巷道稳定性发 生改变。潘鹏志[1]等分析了多轴应力对深埋硬岩破裂行为的 影响，认为最小主应力升高使深埋隧洞的稳定性增强，深埋 隧洞围岩的稳定性具有中间主应力效应及其区间性的特征， 岩石受不同中间主应力大小和方向的影响。基于此理论条件 下，陈绍杰[2]等研究了隧道附近存在结构面时，对于巷道地 破坏方式及其演化规律做出了一些研究，当隧道附近存在多 条且不同长度、不同倾角的结构面时，隧道的破坏特性，主 要是利用 FEM/DEM 方法（ELFEN） 对开挖卸荷过程中 多个弱平面附近的深圆形隧道破坏进行建模。通过常规三轴 压缩试验验证了所选数值方法的合理性和准确性。随后进行 了参数化分析，考虑了倾角和长度，研究了动能演化规律、 破坏形态、裂纹扩展行为和隧道边界附近的位移分布。论证 了不同倾角、不同长度的结构面对巷道破坏特征明显不同， 且当倾角在 30~45°之间时，劈裂和剪切耦合破坏明显加剧。 当结构面贯穿隧道时，对于隧道破坏方式和规律还存在研究
地下洞室爆破开挖过程中地应力瞬态调整诱发节理围岩松动机制研究
涉及高地应力条件下大规模 的岩体开挖 ， 中大型地 其 下厂房 、 坝基和高边坡 爆破开挖所造成 的卸荷松动是 工程建设者关注的重要问题之一。 关于岩体开挖的松动效应 ， 国内外学者进行 了广 泛研究。在国外 ， 系统研究起步于上世纪 ７ ０年代 ， 如
基金项 目：国家“ ７ ” ９ ３ 资助项 目（ ００ Ｂ ３０ ５ ； ２ １ Ｃ ７ ２０ ） 国家 自然科 学基金 资 助项 目（１ ７２ ９ ４ １２ ９ ） 中国地质 大学 （ 汉 ） ４ ０ ２ １ ，１ １６ ； ０ 武 优秀 青年教 师
硬脆 性 围岩 中开 挖 洞 室 时 ， 于卸 载 波 前 缘 的 剪 切 微 位
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裂纹将因动力扩展 而导致岩体破坏 ； 严鹏等¨ 分析 了
高地 应力 条 件下 圆形 隧洞 钻 爆 开挖 时开 挖边 界 上 初 始
随着 我 国 “ 部 大 开 发 ” “ 电东 送 ” 略 的 推 西 和 西 战 进 ， 国西南 地 区正 在 兴 建 或待 建 一 批 大 规 模 的水 利 我 水 电和交 通 工 程 。这 些 工 程 常 处 于 高 山峡 谷 中 ， 必 势
Ｋ ｓｌ ｅａ 等 研 究 了卸 荷 松 动 区 岩 体 变 形 和 力 学 特 性 ， Ｍｏｉｅ ｌ ｒ ｎ ｏ等 提 出了开 挖 卸荷 效 应 的 数 值模 型及 计 算 方 法 。在 国 内， 于三 峡 工 程 永 久 船 闸高 边 坡 开 挖 卸 关 荷 松弛 机理方 面 的系列研 究 取 得 了一 系列 重 要研 究 成
采 用离 散元 动 态 数 值 模 拟 方 法 ， 爆 破 开 挖 所 引 起 的 对
基于高应力下花岗岩卸荷试验的力学变形特性研究
基于高应力下花岗岩卸荷试验的力学变形特性研究第31卷第2期2010年2月岩土力学RockandSoilMechanicsV_0l_31FebN0.22010文章编号l1【)0O一7598(2010)02—0337—08基于高应力下花岗岩卸荷试验的力学变形特性研究吕颖慧,刘泉声一,江浩.(1.中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室,武汉43007l;2.山东科技大学土木建筑学院,青岛266510:3.山东电力工程咨询院,济南250013) 摘要:进行了高应力条件下卸围压并增大轴压的花岗岩卸荷试验,描述了卸荷过程中岩石渐进破坏的应力一应变曲线和力学参数损伤劣化规律;分析了能较好反映岩石卸荷强度破坏特征的Mogi—Coulomb准则和强度参数变化规律:建立了岩石由压剪破裂逐渐过渡到张剪破坏的渐进演化体系.在此基础上,通过对岩石卸荷破坏起主要作用的横向变形将压剪Mogi—Coulomb准则和拉剪Mogi.Coulomb准则联系起来,建立了描述岩石卸荷渐进破坏的新强度准则.基于上述的卸荷试验成果,结合描述岩石卸荷渐进破坏的应力.应变曲线,在应变空间中推导了考虑岩石力学变形参数损伤劣化效应,横向变形作用,卸荷渐进破裂演化机制的力学本构方程.关键词:高应力:卸荷;强度准则;本构方程.中图分类号:TU454文献标识码:A Studyofmechanicaldeformationcharacteristicsofgranite inunloadingexperimentsofhighstressLOYing.hui,LIUQuan.sheng一,JIANGHao(1StateKeyLaboratoryofGeomeehanicsandGeotechnicalEngineering,InstituteofRocka ndSoilMechanics,ChineseAcademyofSciences,Wuhan430071,China;2.CollegeofCivilEngineeringandArchitecture,ShandongUniversi tyofScienceandTechnology,Qingdao266510,China;3.ShandongElectricPowerEngineeringConsultingInstitute;Jinan250013;China) Abstract:Bycarryingoutunloadingexperimentsofhighstressongranitesinthestyleofunloa dingconfiningpressurewithloadingaxialpressure,thestress—straincurveswhichdescribethegradualdamageofrockandthedegradationlawsofmechanic aldeformationparametersarebothacquired,theMogi—Coulombstrengthcriterionisappliedtoexplaindeformationcharacteristics,the varyinglawsofstrengthparametersandtheevolutionaryfeaturesfromcompression??sheari ngcrackstotension?-shearingcracksofrocksarealsobuiltup.Thentherelationbetweencompression—shearingMogi—Coulombcriterionandtension—shearingMogi—Coulombcriterionisexpressedbythelateraldeformationwhichhasaprimaryaffectonunloa dingdamageofrock;andthenewstrengthcriterionisestablished.Finally,basedontheaboveexperimentalresultsandstress—straincurvesfromtheunloadingexperiments,themechanicalconstitutiveequations,whichinvolvesthedegradationlawsof mechanicaldeformationparameters,the effectoflateraldeformationandtheevolutionaryfeaturesofunloadingdamagearededucedi nthestrainspace.Keywords:highstress;unloading;strengthcriterion;constitutiveequation1引言我国水电资源总量位居世界第一,技术可开发量约为4亿kW,其中西部水电资源约为71%,开发率仪为7.5%.因此,大力发展西部水电,实施西电东送已成为我国西部大开发战略的重要组成部分,也是西部大开发战略实施的重要保证,但由于第四纪以来印度板块向欧亚板块的俯冲与挤压,造成青藏地区快速隆生,派生出西部地区强烈的现代地壳运动,高地应力场和外动力地质作用,从而形成了西部山高谷深,地势异常陡峻的独特地质构造,使得西部地区的深埋大型地下洞室群,跨流域调水工程和引水发电工程的隧道处于高地应力环境中.随着西部大开发,西电东送及南水北调等大型工程的建设,必定会遇到大量地下厂房,大型地下洞室等工程的开挖,其开挖过程本质上主要是卸荷行为,收稿日期:2009.08.14基金项目:阂家自然科学基金项目(No.10902118,No.90510059,No.40638040).第作者简介:吕颖慧,女,1981年生,博士,助理研究员,主要从事岩土工程中岩石力学参数反演理论,方法研究及其地下E程中围岩稳定性分析方面的研究.E-mail:*************.cn338岩土力学卸荷过程中岩石的力学变形特性与加载条件下是不同的…,而依据其所建立的卸荷本构模型和破裂强度准则是进行岩石力学分析,数值模拟研究的基础和出发点.因此,通过开展高应力下岩石卸荷的力学变形特征研究,建立新的卸荷强度准则及其本构模型是分析评价西部卸荷岩体工程安全稳定性的关键,具有重大的理论意义和实践作用.近十几年来,随着岩石力学的不断发展,国内外学者开展了卸荷中岩石变形特性的研究l2引,但在建立岩石卸荷破坏强度准则及其力学本构模型方面的研究成果还比较少,且已有的研究成果中大多存在5个桎梏:①卸荷本构模型建立在弹塑性加卸载准则基础上,没有考虑岩石卸荷渐进破坏的演化机制8】;②仍采用了Mohr-Coulomb的卸荷强度破裂准则[2】'然而大量的理论和试验成果表明J:在高应力条件下,Mohr-Coulomb强度准则已不能很好地包络应力Mohr圆;③基于细观损伤断裂力学所建立的卸荷本构模型,该类本构模型中所成立的损伤变量不能很好地反映岩体卸荷损伤演化过程[3-61: ④仅仅依据现有的加载岩体力学本构模型通过应力状态和岩体裂隙的几何特征进行卸荷岩体本构模型分析[1o];⑤对岩体卸荷破坏机制缺乏深入的研究, 没有分析对卸荷岩石破坏起主要作用的侧向变形及其体积变形规律¨卜J.本文结合西部卸荷岩体工程中的围岩应力环境:洞室周围平行于开挖面方向主方向主要表现为加载(应力增高),垂直于开挖于开挖面方向的洞壁附近主要表现为卸荷.对取自大渡河大岗山水电站地下厂房开挖区的花岗岩进行一系列高应力下室内卸荷试验.在对试验结果进行系统分析的基础上,在应变空间中推导了考虑岩石力学变形参数损伤劣化效应,横向变形作用,卸荷渐进破裂演化机制的力学本构方程,为实际工程的开挖稳定性分析和支护设计提供可靠依据.2卸荷试验研究2.1试验条件及其方案试验在中国科学院武汉岩土力学研究所MTS815.03型压力试验机上进行.试验采用了增加轴压的同时卸围压的卸荷试验方案,各岩样初始应力条件见表1,试验步骤为:①首先按静水压力条件施加=0"3到预定值,预定值分别为30,4O,60, 80,100MPa;②加轴压至预定的初始应力水平;③以0.3MPa/s的速率卸围压的同时,以0.3MPa/s速率增加轴压;④试件破坏.为了更好地描述卸荷过程中应变曲线的变化规律及其力学强度参数劣化特征,开展了多组围压下的常规三轴压缩对比试验.表1各岩样初始应力条件Table1Initialstressconditionofspecimens岩样编号U3.1U4.1U6.1U8.1U10.1U3.2u4.2u6.2u8.2u1O-2U3_3u4.3u6.3U8.3U10.330406080100350380400400450围压/IVIPa轴压/MPa2.2变形及其破裂特征图1,2给出了初始围压分别为30,40MPa时卸荷试验和常规三轴试验下以静水压力状态时的变形作为应变轴起点的应力.应变破坏过程曲线.图3 为只研究卸围压过程中引起的变形,并假定这部分变形从0开始而得到的典型岩样在初始围压下卸荷的应力一应变曲线,图4为典型岩样在卸荷试验中的宏观破坏图.,.重z:\100\501一6—4—20246810应变/10.(a)西=30MPa2一皇zs125Cl\100\501——6——4——2024681012应变/l0(b)40MPa图1卸荷试验中岩石的应力.应变全过程曲线Fig.1Completestress-straincurvesofrockinunloadingtests2期吕颖慧等:基于高应力下花岗岩卸荷试验的力学变形特性研究339 3'0'0450400篌/50皇22015文l0050j)UU向应变∥..一.一横轴4500o皇z24堡15l0o{成变/10应变/lO(a)西;30MPaCo)40MPa图2常规三轴压缩试验中岩石的应力应变过程曲线Fig.2Stress—straincurvesofrockinthecommontriaxialcompressiontest 2'l//1～轴阳应变./2一横向应变/3一体积应变,I-3—2l012应变/10fa)U3.2-;1一『向应变苫60_●2一横向臆变03一体积应变s.●:l一轴向戍变髹髋蒌5\340|应变/lO(b)U4.3;1/一轴向应变导nn_●●2～横向戍变3一体积心变3图3忽略初始变形后岩样卸围压阶段的应力.应变过程曲线Fig?3Stress.straincurvesofrocksamplesinunloadingwithoutconsideringinitialstrain (b)(c)(d)(e)图4典型岩样卸荷破坏宏观示意图Fig.4Sketchmapofmacroscopicdamageabout representativerocksamplesinunloading由图1,2的应力一应变曲线对比分析图3卸荷阶段的变形曲线,可以得出如下规律性认识.(1)相同的初始围压下,加载试验中的轴向应变较卸荷试验中的大,延性特征较为明显,在卸荷过程中轴向应变变化较为平缓.(2)相同的初始围压下,加载试验中横向变形在峰值点附近比卸荷试验的小,卸荷过程中横向应变向外扩张得非常剧烈,临近破坏点时变形更加剧烈,这一点可以从图3中明显看出.㈣应㈣34m●46岩土力学2010年(3)加载试验过程中峰前体积变形处于不断压缩状态,屈服段扩容较小,如图2所示.卸荷试验进入卸荷阶段后,岩石扩容明显加剧,如图1,3所示.(4)加载试验时岩石破坏是因为其轴向压缩变形所致,而卸荷试验中岩样破坏是因为向卸荷方向的强烈扩容所致.(5)由图4的岩样卸荷破坏宏观示意图可以看出:岩样卸荷破坏时脆性特征明显,有明显的宏观张拉裂纹生成,岩壁处的破坏特征较为明显,此时岩石卸荷屈服破坏由初始阶段的三向压缩剪切破坏转化为拉(张)剪破坏.从图4可以明显看出张拉裂纹的贯通破坏特征.3劣化效应及其强度准则的建立3.1力学变形参数的劣化效应在岩石力学中,力学变形参数(如变形模量E和泊松比)一般通过单轴压缩试验方式获得,即:,或E:(1)d/z:一鱼,或:一(2)e3d常规三轴试验中由于围压不变,可将式(1)中的轴压替换为偏压一进行计算.从图3中可以得出,卸荷过程中轴向应变变化很小,如果仍采用常规三轴试验计算方法求得的变形模量将会很大,与实际情况不一致.因此,本文采用了如下计算变形模量及其泊松比的公式¨】(力以压为"+",变形以压缩为"+"):E=(一2)/l=(B—o-3)/[o-3(2B一1)一]}(3)B=c3/'~1J图5为卸荷时岩样的变形模量与围压的关系曲线.从图5中可以看出,卸荷过程中变形模量随着围压的减小逐渐降低,劣化效应明显.现定义卸荷中变形模量损伤因子D:,,,D=I1一l(4)/}式中:E为卸荷过程中的变形模量;E0为卸荷初始点处的变形模量.损伤变量因子的张量形式表达为:f一1(5)l』式中:和.分别为其张量形式;i为单位张量.昌\《g}柱嚣100806040200围压/MPa图5卸荷中变形模量随围压的变化关系曲线Fig.5Relationshipcurvesbetweendeformationmodulusandconfiningpressure图6给出了卸荷中变形模量损伤因子D随围压的关系曲线,其损伤因子D与围压的关系可一以用指数函数D=Do+Ae进行拟合,其中,,f近似为初始围压的3次多项式拟合函数,分别表示为Do=一7E一063+0.O01o~一0.0412+0.4986A=一1E一053+0.002l一0.0995+1.5075t=0.0035司一0.5068+21.986~3—269.19Q区盘=壬辖l00806040200围压/MPa(6)图6卸荷中变形模量损伤因子随围压的关系曲线Fig.6Relationshipcurvesbetweendamagefactorof deformationmodulusandconfmingpressure图7为岩石卸荷时泊松比随围压的变化特征曲线,从图中可以看出:①泊松比随着卸荷的进行而不断增大;②临近岩样破坏时,泊松比超过了0.5 并呈继续增加的趋势,这是因为在试件中存在许多微小裂缝,因此,在卸载过程中,除卸载方向产生回弹变形外,还存在裂缝变形,在卸荷后期随着裂纹的贯通,导致侧向变形剧增,泊松比超过了极限∞∞∞0第2期吕颖慧等:基于高应力下花岗岩卸荷试验的力学变形特性研究341 值,材料破坏;③卸荷过程中泊松比随围压的变化关系可用指数函数进行近似拟合,=+Ae一0"3佃,其中系数A,B均为初始围压的3次多项式拟合函数,为初始围压的幂次函数,且有:=一0.0004+0.0497.一1.6948+18.466B=0.0018一0.2152o'3+7.8878-84.656o:0.0425..0.60.5O-4警延0.30.20l(7)1O08060402O0围,f/MPa图7卸荷阶段泊松比.围压变化曲线Fig.7MutativecurvesofthePoisson'sratioandconfining pressureinunlaoding3.2卸荷破坏强度准则建立大量的理论和试验结果均表明,以刻画浅部岩石强度理论为主的Mohr-Coulomb准则,不能很好地描述深部高应力下岩石破坏特征,因此,本文提出了Mogi.Coulomb强度准则,用以描述高应力下岩石卸荷破坏特征,进而求出卸荷过程中的力学强度参数.Mogi.Coulomb强度准则将岩样破坏时的八面体剪应力看成最大和最小主应力和的平均的函数::口+bf1(8)/图8,9分别为Mohr-Coulomb准则与Mogi—Coulomb准则描述本文卸荷试验中岩样破坏特征曲线,从两图的拟合效果比较中可以看出:运用Mohr- Coulomb准则函数进行描述时,相关系数R:0.4773,而运用Mogi—Coulomb准则进行试验破坏描述时,相关系数R=0.8992.因此,说明了Mogi. Coulomb强度准则能较好地描述高应力条件下岩石卸荷破坏特征.Mogi线性参数a,b与Coulomb抗剪强度参数c(黏聚力),(内摩擦角)的关系为a:ccos(9)=——6:sin(10)3由式(9),(10)可以得出卸荷过程中岩石强度参数C,值分别为:C=39.19MPa,=54.74..0l02030405O围压/MPa图8Mohr-Coulomb强度准则拟合曲线图Fig.8ThefittingcurveaboutMohr-Coulomb日220-R誊200蝰旧18O16O180200220240260280300大小主应力平均值,MPa图9Mogi.Coulomb强度准则拟合曲线图Fig.9ThefittingcurvesaboutMogi-Coulomb4卸荷本构模型的建立依据岩石卸荷阶段的应力一应变曲线及其岩石卸荷破坏特征分析,将岩石卸荷损伤渐进破坏曲线分为弹性变形阶段和卸荷屈服段,如图10所示的OA段和AB段,并在应变空间中推导不同变形阶段的本构方程时,设定2个预知条件:①在卸荷屈服的初始阶段即图1O中A点附近,岩样出现了少量的拉裂纹,破坏主意以压剪破坏为主,此时采用三向压缩状态下的Mogi—Coulomb屈服函数描述;但随着卸荷的继续进行,因二次应力分布在岩壁处产生的拉应力不断增加甚至集中,使得岩样拉裂纹产生并不断扩展,岩石完全破坏时呈现拉剪破裂特征, 此时采用拉剪Mogi.Coulomb屈服函数描述:②卸荷屈服过程中,岩石屈服函数随着横向应变作用,在压剪Mogi—Coulomb准则和拉剪Mogi.Coulomb 准则之间呈线性变化.∞∞∞∞∞∞065432窆\幂342岩土力学2010伍翻应变图10岩石卸荷的本构模型示意图Fig.1OSketchmapofconstitutivemodel aboutrockinunloadingd=dof(12)疵一3)[Ce]考+Ce岳…}T=[1,1,1,0,0,0】(15)将式(14),(15)代入式(13)中,有:=:=』:(16){茜}老+善在应力空间中,压剪,拉剪破坏下的Mogi—Coloumb屈服准则函数,分别为=竽…s+等n一(+)=.…=竽…s+竽n一(?一)=.由于应力空间中的不变量与应变空间中的不变量之间存在如下转化关系:'=(19)=(㈣将式(14),(15)代入到(式(17)),(式(18))中,可以得到应变力空间中压剪,拉剪破坏下的Mogi—Coloumb屈服准则函数"二,": 竽…s+竽n一(t+):.=了2-qt2cc.s+了2,f2Esin一二了cco+了n一(一]:.依据所设定的预知条件,岩石卸荷屈服过程中屈服函数随横向应变在压剪Mogi—Coulomb准则和拉剪Mogi.Coulomb准则之间线性变化,建立应变空间中卸荷屈服函数-厂:厂=爨舞.式中:,分别为卸荷时岩样开始屈服时和岩样峰值破坏时的横向应变,可以通过试验得出.对于特定的材料,其值与初始卸荷时的应力状态及其卸荷方式相关.由弹塑性理论可知:d=d+d=【Ce]{dffu}+d(24)因此,有:d=[De]deo_[】d(25)第2期吕颖慧等:基于高应力下花岗岩卸荷试验的力学变形特性研究343 义:d:[De】d(26)将式(26)代入式(14),可推得d:[De『daT_llx[co]daT'27)将式(16)d2,式(27)代入式(25)中,并利用[De]【】=I(,为单元刚度矩阵),可得{d}=r老rDol丽善(28)由于在卸荷过程中,力学变形材料参数(弹性模量及其泊松比)随着卸荷的进行是不断变化的,变化损伤规律关系式前面已通过试验结果拟合给出,强度变形参数也基于试验结果在Mogi.Coulomb准则的基础上求出.因此,将式(11),(28)与所建立的力学强度变形参数关系式和值联立,即可得到卸荷岩体非线性本构方程.5结论(1)卸荷过程中岩石横向变形剧烈,扩容显着.(2)卸荷岩石破裂具有较强的张性破裂特征,卸荷屈服过程中岩样随着横向变形作用,从压剪破裂逐渐过渡到张剪破坏.(3)卸荷过程中,变形力学参数,如泊松比和变形模量,产生了一定的损伤劣化效应,其损伤劣化规律与初始围压相关.(4)在高应力卸荷条件下,Mogi—Coulomb强度准则较之Mohr-Coulomb准则,更能反映其剪切破坏特性.(5)依据卸荷阶段的应力一应变曲线,将岩石卸荷渐进破坏划分为两个变形阶段,并在应变空问中推导了各个变形阶段的非线性本构方程,该本构方程既考虑了对卸荷破坏起主要作用的横向变形,又考虑了卸荷过程中力学变形强度参数的变化.参考文献【1】哈秋黔.加载岩体力学与卸荷岩体力学【j].岩土工程,1998,20(1):114.HAQiu—ling.Loadingandunloadingrockmasses【2][3】【4】[5][6】[7】mechanics[J].ChineseJournalofGeotechnical Engineering,1998,2O(1):144.黄润秋,黄达.卸荷条件下花岗岩力学特性试验研究【J】. 岩石力学与工程,2008,1l(27):2205--2213. 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深部开采原生煤岩组合体围压卸荷致裂特征及破裂模式
深部开采原生煤岩组合体围压卸荷致裂特征及破裂模式全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：随着我国煤炭资源的逐渐枯竭，深部开采已成为一种重要的采煤方式。
而原生煤岩组合体在深部开采中的围压卸荷致裂特征及破裂模式是一个重要的研究方向。
本文将针对这一问题展开探讨。
围压卸荷是指在岩石或矿体中施加一定的围压载荷，当载荷被去除或减小时，岩石或矿体将发生裂隙扩展或破坏的现象。
在深部开采过程中，由于采空区的存在以及地表载荷的作用，原生煤岩组合体存在着一定的围压状态。
当深部开采进行时，岩体的围压状态将发生变化，卸荷现象也将随之出现。
围压卸荷过程中，岩体的裂隙扩展与破坏将对采煤工作面的稳定性和安全性产生影响。
深部开采原生煤岩组合体围压卸荷致裂特征主要表现在以下几个方面。
首先是裂隙扩展的特征。
围压卸荷过程中，岩体裂隙将发生扩展，从而导致岩体的破坏。
这种裂隙扩展具有一定的规律性，可以通过实验及数值模拟等手段进行研究。
其次是破裂的模式。
深部开采原生煤岩组合体在围压卸荷过程中可能出现不同的破裂模式，如剪切破裂、张裂等。
不同的破裂模式对采煤工作面的稳定性有着不同的影响，因此研究破裂模式对于提高采煤效率和保障采煤安全具有重要意义。
针对深部开采原生煤岩组合体围压卸荷致裂特征及破裂模式，可以通过一系列实验研究和数值模拟来进行分析。
通过实验可对不同围压状态下的煤岩组合体进行力学性质的测定，从而了解围压卸荷过程中岩体的裂隙扩展特征及破裂模式。
通过数值模拟可以模拟不同围压状态下岩体的变形与破坏过程，进一步深入研究围压卸荷致裂特征及破裂模式。
深部开采原生煤岩组合体围压卸荷致裂特征及破裂模式是一个复杂而重要的问题。
通过深入研究这一问题，可以为深部开采中的安全生产提供理论支撑和技术指导，为煤炭资源的高效开采和利用做出贡献。
【字数达到要求】第二篇示例：一、引言深部开采原生煤岩组合体是一种具有复杂物理力学性质的多相介质，其围压卸荷现象对工程开采产生重要影响。
某高拱坝坝基开挖卸荷松弛时空效应
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｕｎｌｏａｄｉｎｇａｎｄｒｅｌａｘａｔｉｏｎｏｆｒｏｃｋｍａｓｓｃａｕｓｅｄｂｙｅｘｃａｖａｔｉｏｎｏｆｄａｍ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｉｎｗａｔｅｒｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ ａｎｄｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｐｒｏｊｅｃｔｉｓａｎｅｓｓｅｎｔｉａｌｐｒｏｂｌｅｍａｆｆｅｃｔｉｎｇｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｑｕａｌｉｔｙａｎｄｓａｆｅｔｙ．Ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇｔｈｅｔｅｍｐｏｒａｌａｎｄ ｓｐａｔｉａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｕｎｌｏａｄｉｎｇａｎｄｒｅｌａｘａｔｉｏｎｏｆｒｏｃｋｍａｓｓ，ａｎｄｐｒｏｖｉｄｉｎｇｄａｔａｂａｓｉｓｆｏｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｅｎｇｉｎｅｅｒ ｉｎｇｄｅｓｉｇｎａｒｅｏｆｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｕｎｌｏａｄｉｎｇｅｆｆｅｃｔａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｒｏｃｋｍａｓｓｃａｕｓｅｄ ｂｙｅｘｃａｖａｔｉｏｎｏｆａｈｉｇｈａｒｃｈｄａｍｆｏｕｎｄａｔｉｏｎａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｉｎｔｅｍｐｏｒａｌａｎｄｓｐａｔｉａｌｓｅｎｓｅｓｂａｓｅｄｏｎｌｏｎｇｔｅｒｍｏｂ ｓｅｒｖａｔｉｏｎｓｖｉａａｃｏｕｓｔｉｃｌｏｇｇｉｎｇｄｕｒｉｎｇｅｘｃａｖａｔｉｏｎ．Ｒｅｓｕｌｔｓｕｎｖｅｉｌｔｈａｔ（１） ｕｎｌｏａｄｉｎｇａｎｄｒｅｌａｘａｔｉｏｎｏｆｒｏｃｋｍａｓｓ ｍａｉｎｌｙｏｃｃｕｒｓｉｎｔｈｅｆｉｒｓｔｅｉｇｈｔｍｏｎｔｈｓａｆｔｅｒｅｘｃａｖａｔｉｏｎａｎｄｂａｓｉｃａｌｌｙｅｎｄｓａｆｔｅｒ１０１２ｍｏｎｔｈｓ．（２）Ｕｎｌｏａｄｉｎｇａｎｄ ｒｅｌａｘａｔｉｏｎｄｅｖｅｌｏｐｓｒａｐｉｄｌｙａｔｆｉｒｓｔａｎｄｔｈｅｎｓｌｏｗｓｄｏｗｎ．（３）Ｔｈｅｍｏｒｅｃｏｍｐｌｅｔｅｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｒｏｃｋ ｍａｓｓ，ｔｈｅｌｏｗｅｒｔｈｅｕｎｌｏａｄｉｎｇｅｆｆｅｃｔ，ａｎｄｖｉｓｅｖｅｒｓａ．（４）Ａｎｏｐｔｉｍａｌｓｌｏｐｅｒａｔｉｏｌｅａｄｓｔｏａｓｍａｌｌｅｓｔｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｒｅ ｌａｘａｔｉｏｎｚｏｎｅ．（５）Ｕｎｌｏａｄｉｎｇｒｅｌａｘａｔｉｏｎｏｆｒｏｃｋｍａｓｓｄｅｖｅｌｏｐｓｇｒａｄｕａｌｌｙｆｒｏｍｔｈｅｓｈａｌｌｏｗｔｏｔｈｅｄｅｅｐ．Ｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆ ｕｎｌｏａｄｉｎｇｒｅｌａｘａｔｉｏｎｏｆｓｈａｌｌｏｗｒｏｃｋｍａｓｓｉｓｅｖｉｄｅｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｄｅｅｐｒｏｃｋｍａｓｓ，ａｎｄｓｏｄｏｅｓｔｈｅｄｕｒａｔｉｏｎ ｏｆｕｎｌｏａｄｉｎｇ．（６）Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐｌａｎｅａｎｄｗｅａｋｉｎｔｅｒｌａｙｅｒａｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒｔｓｏｆｕｎｌｏａｄｉｎｇｒｅｌａｘａｔｉｏｎｗｈｉｃｈａｆｆｅｃｔｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｌａｒｇｅｒｏｃｋｂｌｏｃｋｓ．
卸荷情况下岩体分析
卸荷情况下的岩体分析杜俊（昆明理工大学国资院资源开发系 2007级岩土工程 10）摘要：基于岩体开挖的卸载特性，描述岩体卸荷的力学过程，引入岩体的加卸载判断准则，建立岩体卸荷条件下的弹塑性本构关系，并应用于高边坡的开挖当中。
关键词：岩石力学卸载岩体加卸载准则边坡开挖前言岩体的力学状态一般分为加载和卸载两种方式。
水电、交通工程中的岩体开挖，从力学本质上说，主要是卸载，在高地应力区表现尤为明显。
岩体的力学性能在加载与卸载条件下有本质的区别。
一般来说，岩石本身在这两种力学状态下差别不大，但在含节理、裂隙等结构面的岩体中，由于卸载产生大量的拉应力，使结构面的力学性能发生本质变化，岩体的质量迅速劣化，其力学特性不再符合加载情况下的研究结果。
高边坡开挖是一个典型的卸载过程，采用传统的加载条件下的计算模型与开挖时产生的大面积卸载条件不相符合，其计算结果与实际情况出入较大，其本质是由于计算模型与实际工程力学状态不协调所致。
因此，对边坡开挖的数值模拟，其计算荷载、岩体参数、本构模型及计算软件等都必须反映岩体的卸载特征，以取得较好的研究成果。
本文从岩体卸载的观点出发，并结合岩石卸载试验研究，推导相应的加卸载准则，建立卸载岩体的脆弹塑性本构模型，同时，将本文的模型应用于高边坡的开挖过程中。
1 岩体的卸荷力学过程自然界中的岩体是经过了漫长的复杂的地质构造作用后的产物．并且，岩体在漫长的地质构造作用过程中，形成了大小不等、方向各异的结构面，也就是说，现今岩体是经过了各种不同作用后的损伤岩体，现存岩体中的应力是残余应力σ(应(如图所示)．图中A 点是经过构造运动作用后，岩体的现今应力状态，其值0ε)．0σ为残留在岩体中的地应力,属岩体多次作用后的残余应力，0ε为变为0历次构造作用后达到的总变形，这种变形在历次作用后已损失掉，无法考虑。
如果岩体开挖卸荷，则是残余应力进一步释放的过程．此时，曲线从A点沿AB 向下移动；如果岩体卸荷为零，则曲线达到B 点；如果继续卸荷使之产生移动，则曲线继续向下延伸至C 点，岩体拉断，即达到残余抗拉强度．如果岩体受力曲线沿A 点向上移动，则表现为加荷，如果加荷至D 点时，达到了岩体的残余抗压强度，曲线延伸至E点破坏．显然，对于岩体开挖卸荷而言，其受力过程是沿ABC 移动，这就是所谓的卸荷作用。
卸荷作用下岩体变形破坏影响因素
第09卷 第8期 中 国 水 运 Vol.9 No.8 2009年 8月 China Water Transport August 2009收稿日期：2009-06-17作者简介：孙洋，中国地质大学（武汉）工程学院。
卸荷作用下岩体变形破坏影响因素孙 洋（中国地质大学（武汉）工程学院，湖北 武汉 430074）摘 要：通过对岩体在卸荷前后的研究，分析了工程中边坡卸荷岩体破坏变形的影响因素，其中的关键因素包括岩体弱面结构构造和分布形式以及地下水赋存条件等。
并在此基础上，探讨了卸荷岩体的破坏机理。
关键词：卸荷岩体；抗拉强度；各向异性；渗流中图分类号：P642.3 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2009）08-0182-02一、引言边坡稳定性问题在岩土工程施工中非常普遍。
在影响边坡稳定性的众多因素中，人工开挖引起的卸荷不容忽视。
作为常见的岩石高边坡动力学现象，边坡卸荷及其卸荷带破坏了岩体的完整性，降低了岩体质量，形成了风化、地下水等外动力作用的通道。
因此，研究卸荷作用下岩体的破坏机理，对岩石边坡稳定性及相关的岩土工程问题都有重要意义。
由于岩体是处于一定的地质环境、具有一定结构的地质体，其变形破坏规律有别于完整的岩石材料，其变形破坏过程不仅受控于岩石的性质及其赋存环境，也和岩体的结构密切相关，因此岩体卸荷破坏机制具有高度的复杂性。
十多年来，由于工程建设和岩石力学发展的需要，岩石卸荷试验研究在卸荷岩石的变形破裂特征、强度与应力路径的关系等方面取得了一些成果，这些为卸荷状态下岩体变形破裂性质的研究奠定了一定基础。
但是，现有研究大多局限于岩石，远不能满足岩体工程活动的需要。
为了弥补传统研究的上述不足，本文通过对岩体在卸荷前后的研究，分析了在工程实际中边坡卸荷岩体破坏变形的影响因素。
二、试验研究及分析对于岩体边坡，通过弹性有限单元法计算可知，边坡内的应力分布具有如下特征[1]：第一，边坡附近的最大主应力与坡面平行，最小主应力与坡面近于正交，并向坡体内逐渐恢复初始应力状态；第二，不同部位其应力状态不同；第三，坡面岩体处于双向应力状态，向坡内逐渐转为三向应力状态；第四，坡体内最大剪应力迹线由原来的直线变为凹向坡面的弧线。
《2024年瞬时卸荷岩体破坏特征及机理的数值研究》范文
《瞬时卸荷岩体破坏特征及机理的数值研究》篇一一、引言随着地球科学的不断发展和进步，岩体破坏问题成为了研究的重要课题之一。
其中，瞬时卸荷岩体破坏是一种常见的地质灾害现象，对于此类现象的研究不仅有助于揭示岩体破坏的内在机制，还可以为地质灾害的预测和防治提供理论依据。
本文将通过数值模拟的方法，对瞬时卸荷岩体破坏特征及机理进行深入研究。
二、研究背景及意义瞬时卸荷岩体破坏是指岩体在受到外部因素（如地震、降雨、地下水位变化等）的瞬间作用下，发生的迅速破裂和变形过程。
该过程涉及多种复杂的地质条件和力学机制，其研究具有重要的理论意义和实践价值。
一方面，深入理解瞬时卸荷岩体破坏特征及机理有助于丰富和完善地球科学、地质工程等领域的基础理论；另一方面，研究成果可为实际工程中岩体的稳定性和安全性评价提供依据，对地质灾害的预测和防治具有重要意义。
三、研究方法本文采用数值模拟的方法，利用有限元分析软件对瞬时卸荷岩体破坏过程进行模拟。
具体方法包括：1. 确定模拟范围和岩体性质，包括材料模型、物理参数等；2. 建立数值模型，设置初始应力场和边界条件；3. 模拟瞬时卸荷过程，包括施加外部荷载、改变边界条件等；4. 观察和分析模拟结果，提取岩体破坏特征及机理。
四、瞬时卸荷岩体破坏特征根据数值模拟结果，瞬时卸荷岩体破坏具有以下特征：1. 破裂形态：岩体在瞬时卸荷作用下发生破裂，破裂形态多样，包括张性破裂、剪切破裂等；2. 变形特征：岩体在破裂过程中发生显著的变形，包括拉伸变形、剪切变形等；3. 能量变化：瞬时卸荷过程中，岩体内部能量发生显著变化，包括弹性势能和损伤能的转化和释放；4. 影响因素：岩体的破坏程度受多种因素影响，如岩体性质、外部荷载、边界条件等。
五、瞬时卸荷岩体破坏机理根据数值模拟结果和前人研究成果，瞬时卸荷岩体破坏的机理主要包括以下几个方面：1. 应力重分布：瞬时卸荷导致岩体内应力重分布，局部区域出现高应力集中；2. 裂纹扩展：高应力集中区域易发生裂纹扩展，裂纹扩展过程中吸收能量并导致岩体破裂；3. 能量转化与释放：岩体在破裂过程中发生能量转化和释放，包括弹性势能转化为热能等；4. 多种因素共同作用：瞬时卸荷岩体破坏是多种因素共同作用的结果，包括岩体性质、外部荷载、边界条件等。
卸荷作用下煤岩异性结构面失稳机制研究
卸荷作用下煤岩异性结构面失稳机制研究陈曦1， 刘广建1， 滕杰田2， 张恒3， 朱亚威3， 季宪军3（1. 绍兴文理学院 土木工程学院，浙江 绍兴 312000；2. 招金有色矿业有限公司，浙江 绍兴 312000；3. 南阳理工学院 土木工程学院，河南 南阳 473306）45◦+φf2φf 45◦+φf 245◦−φf245◦−φf 2摘要：目前针对岩体结构面滑移失稳方面的研究未考虑开挖过程中的卸荷效应，且对煤岩异性结构面的研究较少。
为了探究触发煤岩异性结构面滑移的条件及其影响因素，通过建立异性结构面力学模型，理论推导了卸荷作用下异性结构面解锁滑移的判据，采用通用离散单元法程序（UDEC ）建立平滑结构面数值模型，以验证理论分析异性结构面解锁滑移触发条件的准确性，分析异性结构面解锁滑移的影响因素。
研究结果表明：煤岩异性结构面解锁滑移与结构面倾角、内摩擦角及水平应力与轴向应力的比值有关；当水平应力等于轴向应力时，异性结构面始终处于稳定闭锁状态，不会发生解锁滑移；水平应力和轴向应力增大、内摩擦角减小均会增大异性结构面解锁滑移难度；对于下行解锁滑移，当结构面倾角小于（为内摩擦角）时，其增大会增大解锁滑移难度，大于时其增大会减小解锁滑移难度；对于上行解锁滑移，当结构面倾角小于时，其增大会增大解锁滑移难度，大于时其增大会减小解锁滑移难度；对于异性结构面稳定闭锁状态，结构面倾角不大于30°时，若轴向应力大于抗压强度，则煤岩组合体发生脆性破坏。
关键词：冲击地压；煤岩结构面；异性结构面；解锁滑移；稳定闭锁；卸荷作用中图分类号：TD315 文献标志码：AStudy on instability mechanism of anisotropic structural planes of coal and rock under unloadingCHEN Xi 1, LIU Guangjian 1, TENG Jietian 2, ZHANG Heng 3, ZHU Yawei 3, JI Xianjun 3(1. School of Civil Engineering, Shaoxing University, Shaoxing 312000, China ；2. Zhaojin Nonferrous Mining Industry Co., Ltd., Shaoxing 312000, China ；3. School of Civil Engineering, Nanyang Institute of Technology, Nanyang 473306, China)Abstract : Currently, the research on the slip instability of rock mass structural planes has not considered the unloading effect during heading. There is relatively little research on the anisotropic structural planes of coal and rock. In order to explore the conditions and influencing factors that trigger the slip of anisotropic structural planes of coal and rock, a mechanical model of anisotropic structural planes is established. A criterion for unlocking slip of anisotropic structural planes under unloading is theoretically derived. A smooth structural plane numerical model is established using universal distinct element code (UDEC) to verify the accuracy of theoretical analysis of the triggering conditions for unlocking the slip of anisotropic structural planes. The influencing factors of unlocking slip of anisotropic structural planes are analyzed. The research results indicate that unlocking slip of anisotropic structural planes of coal and rock is related to the inclination angle of structural planes, internal friction angle, and the ratio of horizontal stress to axial stress. When the horizontal stress is equal to the axial stress, the anisotropic structural plane is always in a locked state without slipping. Increase of axial pressure and收稿日期：2022-09-11；修回日期：2023-05-19；责任编辑：李明。
地下厂房洞室群开挖卸荷力学特性及岩体质量评价
第３０卷第１１期２ ０ １ ２年１ １月水 电 能 源 科 学Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ ＰｏｗｅｒＶｏｌ．３０Ｎｏ．１１Ｎｏｖ．２ ０ １ ２文章编号：１０００－７７０９（２０１２）１１－０１１５－０３地下厂房洞室群开挖卸荷力学特性及岩体质量评价张存慧１，石伯勋１，肖 明２，周述达１（１．长江勘测规划设计研究院，湖北武汉４３００１０；２．武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北武汉４３００７２）摘要：针对地下厂房洞室群开挖导致围岩卸荷回弹、岩体质量发生劣化问题，以金沙江某地下厂房洞室群为工程背景，基于卸荷岩体力学理论，采用有限差分法研究了洞室群各期开挖对洞周围岩卸荷力学特性的影响，并根据岩体开挖卸荷后的力学参数，采用岩体分类指数法对洞室群开挖后的岩体质量进行评价。
结果表明，随洞室群的施工开挖，洞周围岩卸荷区不断发生演化，其卸荷区深度、范围逐渐增大；洞室群开挖完成后，三大洞室间均有程度不同的卸荷贯通区出现；洞周围岩部分卸荷区岩体质量由开挖前的Ⅱ类变为Ⅲ类。
关键词：地下厂房；围岩；开挖卸荷；岩体质量评价中图分类号：ＴＶ７３１．６文献标志码：Ａ收稿日期：２０１２－０３－２２，修回日期：２０１２－０５－０８作者简介：张存慧（１９８１－），男，工程师，研究方向为水电站建筑设计，Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｃｕｎｈｕｉ＠ｃｊｗｓｊｙ．ｃｏｍ．ｃｎ 地下工程开挖前，岩体处于三向应力平衡状态，洞室开挖扰动破坏了原有的应力平衡，产生应力重分布，且围岩受力状态由三向变为近似二向甚至单向，岩体强度降低，若应力集中值等于或大于下降后的岩体强度，围岩将发生破裂，并从洞周开始逐渐向深部扩展，直至达到新的三向应力平衡状态为止。
因此，准确预测洞室群开挖卸荷后围岩的力学参数并对其岩体质量进行合理评价显得尤为重要。
运用数值分析方法作为一种辅助手段来确定岩体的宏观力学参数已进行了许多有益的尝试，如李建林等［１］通过对岩体试件的三维数值模拟，研究了三峡工程永久船闸高边坡岩体在卸荷应力状态下的应力应变关系，并确定了岩体在卸荷应力状态下的宏观力学参数；王瑞红等［２］以金沙江某电站坝肩高边坡为工程背景，运用卸荷岩体力学的理论与方法对坝肩高边坡开挖岩体进行了三维有限元分析，根据边坡岩体开挖后应力应变场的动态变化情况确定了岩体开挖卸荷后的的力学参数，并采用岩体分类指数法对开挖后的边坡岩体质量进行评价；李建林［３］针对三峡右岸地下电站进水口边坡，应用三维弹塑性有限单元法获得了边坡岩体各开挖阶段的卸荷力学参数。
卸荷条件下岩石变形特征及本构模型研究_黄润秋
第23卷 第5期2008年5月地球科学进展A D V A N C E S I NE A R T HS C I E N C EV o l.23 N o.5M a y.,2008文章编号:1001-8166(2008)05-0441-07卸荷条件下岩石变形特征及本构模型研究＊黄润秋1,黄 达2(1.成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川 成都 610059;2.重庆大学土木工程学院,重庆 400045)摘 要:基于岩石试件的卸荷试验,研究了卸荷条件下岩石的应力—应变全过程曲线和破裂特征,研究表明:卸荷过程中岩石向卸荷方向回弹变形强烈、扩容显著、脆性破坏特征明显;卸荷条件下岩石破坏具有较强的张性破裂特征,各种级别的张裂隙发育,其剪性破裂面追随张拉裂隙发展。
基于试验认识,将卸荷条件下岩石的本构模型分为4段:弹性段、卸荷屈服段、峰后脆性段及残余理想塑性段;通过体积应变εv将G r i f f i t h和M o h r-C o u l o m b屈服准则结合起来,建立卸荷条件下岩石的屈服准则,并在应变空间建立相应的卸荷非线性屈服段本构方程;运用应变软化理论,建立卸荷岩石峰后脆性段本构方程。
关 键 词:卸荷试验;变形特征;破裂特征;本构模型中图分类号:T U458+.4;P589.1 文献标志码:A1 引 言随着我国三峡工程、西部大开发、西电东送及南水北调等大型工程的建设,必定会遇到大量的岩体高边坡、大型地下洞室等工程开挖,工程开挖是一个卸荷过程,卸荷条件下岩石的变形及本构模型与加载条件下是不同的[1],因此,开展卸荷岩体力学的研究,不但对于揭示卸荷岩体的力学行为及其破坏的力学机理、完善和发展岩体力学理论、研究人类工程活动诱发的地质灾害机理等方面均具十分重要的理论意义,而且对于岩体工程施工和支护设计也具有重大的经济效益和很高的实用价值。
对于加载条件下岩石的变形及破坏机制方面的研究成果很多,是当今岩石力学的主要成果之一[2～4]。
深部开采原生煤岩组合体围压卸荷致裂特征及破裂模式
深部开采原生煤岩组合体围压卸荷致裂特征及破裂模式全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：随着煤炭资源的逐渐枯竭，深部煤矿开采已成为当前矿业发展的主要趋势之一。
深部开采过程中，原生煤岩组合体围压卸荷致裂问题频发，给矿山生产带来了一定的风险和挑战。
为了有效地预防和控制围压卸荷致裂，需要深入研究其特征及破裂模式。
围压卸荷致裂是指在深部开采中，由于煤层及其围岩物质在地质作用下发生变形而形成的卸荷应力集中区域，在外界荷载作用下可能会引发破裂破坏。
围压卸荷致裂主要包括原生煤岩组合体中的岩层滑移、裂隙扩展、煤岩分层破碎等现象。
其特征主要表现为围压卸荷致裂区域周围的围岩变形加剧，局部破裂带逐渐扩展，岩层间的应力集中明显增大。
围压卸荷致裂的破裂模式主要有三种：拉张破裂、压密破裂和错动破裂。
拉张破裂是指在原生煤岩组合体受到拉伸荷载作用下，形成的断裂带；压密破裂是指在原生煤岩组合体受到压缩荷载作用下，形成的密实破碎带；错动破裂是指在原生煤岩组合体受到剪切荷载作用下，形成的错动破裂带。
不同的破裂模式会对围压卸荷致裂的影响和演化产生不同的影响。
针对围压卸荷致裂特征及破裂模式，需要采取一系列的预防和控制措施。
要加强对矿山围岩稳定性的监测和评价，及时发现围压卸荷致裂迹象，采取相应的加固措施。
要优化煤矿的开采方案，尽量减少围压卸荷致裂的可能性。
要加强技术研究和人员培训，提高矿山作业人员的安全意识和应急处理能力。
深部开采原生煤岩组合体围压卸荷致裂是一项复杂而重要的问题。
通过深入研究其特征及破裂模式，并采取相应的预防和控制措施，可以有效减少围压卸荷致裂带来的危害，确保矿山生产的安全和稳定。
希望未来能有更多的研究成果加强对围压卸荷致裂的认识，为矿山安全生产做出积极的贡献。
第二篇示例：概要：深部开采原生煤岩组合体是一种具有复杂构造和力学性质的地质体，其围压卸荷过程中容易发生裂隙扩展和破裂。
本文通过对深部开采原生煤岩组合体围压卸荷致裂特征及破裂模式进行研究，旨在探讨其力学性质和开采安全问题，为地下煤矿开采提供参考。
软岩开挖卸荷变形及支护效果的数值模拟
软岩开挖卸荷变形及支护效果的数值模拟汪亦显;单生彪;曹平;万琳辉;宋恒【摘要】The rock in Jinchuan No .2 Mining Area is high stress soft rock .In this paper ,the surround-ing rock deformation and the supporting effect during the excavation of deep soft rock roadway were investigated .A three-dimensional finite element model was established to simulate dynamically the construction process of roadway .Deformation of surrounding rock supported by different measures was compared and analyzed .The numerical results show that the stress in surrounding rock is released during the excavation of roadway ,and it makes the radial extrusion of surrounding rock to the road-way ,and the maximum deformation value is 13 .1 cm .It would affect the safety of roadway .After u-sing the joint supporting plan of U-shaped steel and bottom inverted arch ,the supporting effect on the two sides and roof of roadway is obvious .The horizontal displacement of the two sides of roadway re-duces 6 .1 cm ,and the range of settlement of the roof of roadway decreases .It slows the speed of stress release ,but does not meet the supporting requirement for surrounding rock of roadway floor . The swell of surrounding rock of roadway floor increases by 1 .5 cm .After the whole section of road-way is sprayed by anchor ,the vertical displacement of surrounding rock of roadway roof and floor de-creases obviously ,and the horizontal displacement of surrounding rock of the two sides of roadway de-creases slightly ,but it accelerates the stress release .%金川Ⅱ矿区岩体属于高应力软岩,文章研究了深部软岩巷道开挖卸载过程中围岩变形及支护效果等问题,通过建立3D有限元模型对巷道开挖进行动态模拟,并对巷道不同支护情形下的围岩变形进行对比分析.结果表明:巷道开挖卸载引起周围岩体应力释放,致使围岩向巷道径向挤压,产生的最大位移达到13.1 cm,影响巷道的安全使用;采用U型钢+底部反拱共同支护后,对巷道两帮及顶板的支护效果比较明显,巷道两帮围岩的水平位移减少6.1cm,顶板围岩的沉降范围减少,且围岩应力释放速度减缓,但对巷道底板围岩的支护未达到要求,底板隆起值增加1.5 cm;采用全断面喷锚支护后,巷道顶、底板处围岩的竖向位移显著减小,同时巷道两帮围岩水平位移也相应减小,但围岩应力释放的速度加快.【期刊名称】《合肥工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(040)012【总页数】6页(P1643-1648)【关键词】数值模拟;高应力软岩;卸荷;变形;巷道支护【作者】汪亦显;单生彪;曹平;万琳辉;宋恒【作者单位】水资源与水电工程科学国家重点实验室(武汉大学 ) ,湖北武汉430072;合肥工业大学土木与水利工程学院 ,安徽合肥 230009;合肥工业大学土木与水利工程学院 ,安徽合肥 230009;南昌轨道交通集团有限公司 ,江西南昌330038;中南大学资源与安全工程学院 ,湖南长沙 410083;中南大学资源与安全工程学院 ,湖南长沙 410083;中南大学资源与安全工程学院 ,湖南长沙 410083【正文语种】中文【中图分类】TU941随着国家矿产资源不断开发和采掘,开采作业空间已由地表向深部地下方向扩展,采掘过程中不可预见的情况变得更多,导致施工的难度增大,对于采掘开挖技术的要求更严格,需考虑的问题更广泛。
不同开采条件下岩石的变形破坏特征及对比分析_左建平
第38卷第8期煤炭学报Vol．38No．82013年8月JOUＲNAL OF CHINA COAL SOCIETYAug．2013文章编号:0253－9993(2013)08－1319－06不同开采条件下岩石的变形破坏特征及对比分析左建平1，2，刘连峰1，周宏伟1，2，黄亚明1(1．中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院，北京100083;2．中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京100083)摘要:基于3种典型的煤层开采方式(无煤柱开采、放顶煤开采和保护层开采)，借助MTS －815电液伺服岩石实验系统对潞安李村煤矿灰岩进行了同时恒定降围压、变速率加轴压的三轴卸荷试验，由此研究了不同开采卸荷条件下的应力路径对围岩的力学行为影响。
实验获得了不同围压不同加载速率条件下灰岩的全应力－应变曲线及宏观破坏模式，认为灰岩的破坏模式与达到峰值时围压的大小有很大关系，而轴向加载应力路径影响较小;放顶煤开采条件下围岩的变形较保护层开采和无煤柱开采要大，特别是塑性变形较后两者也大。
另外围岩的脆性和延性特征的转变与轴向加载速率有很大关系，即与煤层开采方式有关，并且围压越大，塑性特征越明显。
关键词:开采方式;卸荷;破坏模式;塑性应变中图分类号:TD315文献标志码:A收稿日期:2012－08－02责任编辑:王婉洁基金项目:国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2010CB732002，2011CB201201);国家自然科学基金资助项目(11102225)作者简介:左建平(1978—)，男，江西高安人，教授，博士。
E －mail :zjp@cumtb．edu．cnDeformation failure mechanism and analysis of rockunder different mining conditionZUO Jian-ping 1，2，LIU Lian-feng 1，ZHOU Hong-wei 1，2，HUANG Ya-ming 1(1．School of Mechanics and Civil Engineering ，China University of Mining and Technology (Beijing )，Beijing 100083，China ;2．State Key Laboratory of Coal Ｒesources and Safe Mining ，China University of Mining and Technology (Beijing )，Beijing 100083，China )Abstract :Based on three typical mining models (non-pillar mining ，top-coal caving and protected coal seam mining )，a series of triaxial tests which keeping confining pressure at the same unloading rate and axial pressure in different loading rates were carried out on the limestone samples through MTS-815electrohydraulic servo Ｒock Test System．Based on experimental results ，the relationship between stress path and surrounding rock under different mining condi-tions was investigated in detail．The complete stress-strain curves and macro-damaged characteristics were studied and compared．The experimental results indicate that the failure mode is mainly related to the confining pressure near peak strength rather than the axial loading rate under unloading condition．The top-coal caving can lead to more bigger de-formation and plastic deformation than non-pillar mining and protected coal seam mining．The axial loading rate trans-form the rock property between brittle and ductile ，when the confining pressure is bigger ，the conversion of brittle-duc-tile property will be more obviously．Key words :mining layout ;unloading ;failure mode ;plastic strain 深部煤炭开采后，巷道和工作面附近的围岩处于卸荷状态［1］，即煤岩体经历了从原岩应力、轴向应力差(σ1－σ3)在升高而围压σ3在递减(即卸荷)到破坏卸荷的完整采动力学过程［2］。
峰前卸荷大理岩变形演化规律及破坏耗能特征
第45卷增1煤炭学报Vol．45Supp．12020年6月JOUＲNAL OF CHINA COAL SOCIETYJune2020移动阅读朱子涵，蔚立元，李景龙，等．峰前卸荷大理岩变形演化规律及破坏耗能特征［J ］．煤炭学报，2020，45（S1）：181－190．doi ：10．13225/j．cnki．jccs．SJ20．0122ZHU Zihan ，YU Liyuan ，LI Jinglong ，et al．Deformation evolution and dissipated energy characteristicsof marble under pre-peak unloading conditions ［J ］．Journal of China Coal Society ，2020，45（S1）：181－190．doi ：10．13225/j．cnki．jccs．SJ20．0122峰前卸荷大理岩变形演化规律及破坏耗能特征"朱子涵1，蔚立元1，李景龙2，孟庆彬1，隋斌2，张站群1（1.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏徐州221116；2.山东大学土建与水利学院，山东济南250061）摘要：变形是岩石卸荷破坏过程中的重要特征，岩石中积聚能量的耗散则是卸荷破坏的本质。
利用MTS 815.3岩石力学试验系统探究大理岩在峰前卸荷条件下的变形演化规律及破坏耗能特征，主要考虑了应力路径、卸荷速率和卸荷点等因素的影响。
结果表明：围压卸至0处体积应变为正时，可制备卸荷损伤破裂岩样，体积应变在卸荷过程中分为3个阶段：稳定阶段、缓慢减小阶段和显著扩容阶段；卸荷过程中，剪胀角与卸荷点呈正相关；变形模量（或广义泊松比）先缓慢减小（增加），随后快速降低（增加），卸荷点越大变形模量（或广义泊松比）转折点处对应的围压越大，卸荷路径对变形模量和广义泊松比影响较小；耗散能与卸荷点呈正相关，升轴压卸围压耗散能＞恒轴压卸围压＞卸轴压卸围压；不同卸荷路径下吸收能和耗散能随卸荷速率的增加差值逐渐减小，趋于稳定的吸收能和耗散能大小约0.27MJ /m 3和0.16MJ /m 3；卸荷速率控制试样破坏形态，低卸荷速率下，破坏形态以张拉剪切为主，破坏试样表面张拉裂纹和环向裂纹显著；较高卸荷速率下，表面张拉裂纹减少，破坏形式主要为伴随岩块崩落的剪切破坏；卸荷路径和卸荷点对岩样的破坏程度起作用，其中升轴压破坏程度＞恒轴压＞卸轴压，且与卸荷点呈正相关。
卸荷条件下裂隙岩体变形破坏及裂纹扩展演化的物理模型试验
第29卷第3期岩石力学与工程学报V ol.29 No.3 2010年3月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering March，2010卸荷条件下裂隙岩体变形破坏及裂纹扩展演化的物理模型试验黄达1，2，3，黄润秋2(1. 重庆大学土木工程学院，重庆 400045；2. 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川成都 610059；3. 重庆大学山地城市建设与新技术教育部重点实验室，重庆 400045)摘要：岩体工程开挖是一个卸荷过程，通过裂隙岩体物理模型试验，研究2种卸荷应力路径下裂隙岩体的强度、变形及破坏特征，并探讨裂隙的扩展演化过程和力学机制。
卸荷条件下裂隙岩体的强度、变形破坏及裂隙扩展均受裂隙与卸荷方向夹角及裂隙间的组合关系影响；卸荷速率及初始应力场大小主要影响岩体卸荷强度及次生裂缝的数量，对裂隙扩展方式影响相对较少；卸荷条件下裂隙扩展是在卸荷差异回弹变形引起的拉应力和裂隙面剪切力增大而抗剪力减小的综合作用下的破坏，且各个应力对裂隙扩展的影响大小与裂隙的倾角密切相关。
关键词：岩石力学；卸荷；裂隙岩体；变形破坏；扩展演化；物理模型试验中图分类号：TU 45 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2010)03–0502–11PHYSICAL MODEL TEST ON DEFORMATION FAILURE AND CRACK PROPAGATION EVOLVEMENT OF FISSURED ROCKS UNDERUNLOADINGHUANG Da1，2，3，HUANG Runqiu2(1. College of Civil Engineering，Chongqing University，Chongqing400045，China；2. State Key Laboratory of Geohazard Prevention and Geoenvironment Protection，Chengdu University of Technology，Chengdu，Sichuan610059，China；3. Key Laboratory For construct and New Technique of Mountainous City，Ministry of Education，Chongqing University，Chongqing400045，China)Abstract：The excavation in rocks is mainly an unloading behavior. The characteristics of strength and deformation failure of rocks are researched；propagation evolvement and mechanical mechanism of cracks are discussed under two unloading stress paths based on physical model test of fissured rocks. The strength and deformation failure of rocks，propagation of cracks are obviously impacted by the included angle of cracks with unloading direction and combination between cracks. The magnitude of unloading velocity and initial stress mainly influence strength and amount of sub-cracks on fissured rocks，but little on the law of expanding mode and deformation. The propagation of cracks is made by tensile stress brought via different rebound deformations and shear stress increasing but resisting shear decreasing under unloading；and the influence of these stresses on the expanding evolvement is highly related with dip angle of cracks.Key words：rock mechanics；unloading；fissured rocks；deformation failure；propagation evolvement；physical model test收稿日期：2009–08–10；修回日期：2009–12–06基金项目：国家自然科学基金资助项目(40902078；50539050)；教育部博士点新教师基金项目(200806111012)；中国博士后科学基金项目(20080440703)作者简介：黄达(1976–)，男，博士，2001年毕业于太原理工大学采矿工程专业，现为讲师，主要从事岩土工程和工程地质方面的教学与研究工作。
辉绿岩在加、卸荷条件下的岩体力学特性试验
辉绿岩在加、卸荷条件下的岩体力
学特性试验
辉绿岩是一种特殊的岩石，具有较高的强度、可塑性和耐久性。
因此，它可以用于多种工程中，如建筑物的建造、隧道施工等。
为了评估辉绿岩在加载和卸载条件下的岩体力学特性，常进行岩体力学特性试验。
该试验包括三个方面：
（1）岩体强度测试：包括抗压强度试验、剪切强度试验和含水量试验，以测定辉绿岩的抗压强度、剪切强度和含水量。
（2）岩体变形试验：包括压缩变形试验、拉伸变形试验和拉伸变形-收缩试验，用于测定辉绿岩在加载和卸载条件下的变形特性。
（3）岩体变形模量测试：包括变形模量试验、岩体变形模量试验和变形模量模拟试验，用于测定辉绿岩在不同加载条件下的变形模量特性。
上述岩体力学特性试验可以帮助我们准确、及时地评估辉绿岩在各种加载和卸载条件下的变形特性，从而为工程设计提供重要参考。
卸荷作用下岩体变形破坏影响因素
卸荷作用下岩体变形破坏影响因素
卸荷作用下岩体变形破坏影响因素
通过对岩体在卸荷前后的研究,分析了工程中边坡卸荷岩体破坏变形的影响因素,其中的关键因素包括岩体弱面结构构造和分布形式以及地下பைடு நூலகம்赋存条件等.并在此基础上,探讨了卸荷岩体的破坏机理.
作 者：孙洋 作者单位：中国地质大学(武汉)工程学院,湖北,武汉,430074 刊 名：中国水运（下半月） 英文刊名：CHINA WATER TRANSPORT 年，卷(期)：2009 09(8) 分类号：P642.3 关键词：卸荷岩体 抗拉强度 各向异性 渗流
卸荷条件下花岗岩破裂面粗糙度特征及成因分析试验研究
卸荷条件下花岗岩破裂面粗糙度特征及成因分析试验研究胡宝文;南博文;吕聪瑞;宿辉;宋金科;李江哲;李世奇
【期刊名称】《水利水电技术（中英文）》
【年(卷),期】2024(55)2
【摘要】【目的】为探究工程岩体在高应力下加卸载过程中的断裂形貌变化及成因,【方法】以粗糙度作为描述形貌几何特征的重要参数,定量表征形貌变化,以拉剪比作为描述断裂特征的重要参数,定量表征断裂模式变化,选取两类花岗岩,开展加卸载力学试验,通过数字图像技术对破裂面粗糙度及成因进行分析。
【结果】结果显示:在高应力卸荷条件下,初始围压、卸围压速率及矿物粒径均对花岗岩破裂面粗糙程度起负相关影响;超景深显微观察发现,粗糙程度越低的花岗岩,其断口出现剪切断裂占比越高;在围压卸荷破坏过程中,30 MPa围压卸荷,岩石破裂面以沿晶拉伸断裂为主,40 MPa围压卸荷,以沿晶和穿晶拉剪复合型断裂为主,50 MPa围压卸荷,以穿晶剪切断裂为主;随着矿物粒径和卸围压速率的增大,破裂面均呈现剪切断裂占比增加的趋势。
【结论】结果表明,高围压卸荷下岩石破裂时张拉断裂占比越高,其破裂面越粗糙,相反剪切占比高,其破裂面粗糙度越低。
【总页数】13页(P180-192)
【作者】胡宝文;南博文;吕聪瑞;宿辉;宋金科;李江哲;李世奇
【作者单位】河北工程大学水利水电学院;河北省智慧水利重点实验室;城市地下空间工程北京市重点实验室;北京科技大学土木与资源工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU452
【相关文献】
1.不同含水条件下巷道掘进面破裂红外辐射特征试验研究
2.卸荷条件下花岗岩力学特性试验研究
3.花岗岩灾变声发射信号多参量耦合分析及主破裂前兆特征试验研究
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第22卷 第12期岩石力学与工程学报 22(12)：2028～20312003年12月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Dec ，20032001年11月20日收到初稿，2002年3月25日收到修改稿。
* 国家自然科学青年基金项目(49602040)及国家电力公司九五攻关项目(SPKJ006-02-04)资助。
作者 沈军辉 简介：男，37岁，1988年本科毕业于成都地质学院，2000年于成都理工大学地质工程专业获博士学位，2003年1月东南大学土木工程博士后工作站出站，现任副教授，主要从事水利水电工程地质、岩土工程、地下工程、地质灾害的勘察与防治等方面的工作。
E-mail ：jhshen2001@ 。
卸荷岩体的变形破裂特征＊沈军辉1 王兰生1 王青海1 徐 进2 蒋永生3 孙宝俊3(1成都理工大学环境与土木工程学院 成都 610059) (2四川大学水利水电工程学院 成都 610064) (3东南大学土木工程学院 南京 210096)摘要 在岩石试件卸荷试验的基础上，结合大型开挖工程，研究了岩体在卸荷状态下的变形破裂特征。
研究表明，岩石在卸荷状态下的变形表现为沿卸荷方向的强烈扩容，其破裂以张性破裂为特征，并存有张剪性和剪性破裂；卸荷岩体除具有上述变形破裂特征外，其变形破裂程度及方式受岩体结构的控制，比岩石更易发生变形与破坏，特别是其破裂体系，很大程度上受岩体结构的控制。
关键词 岩石力学，卸荷岩体，卸荷试验，变形破裂特征分类号 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2003)12-2028-04DEFORMATION AND FRACTURE FEATURESOF UNLOADED ROCK MASSShen Junhui 1，Wang Langsheng 1，Wang Qinghai 1，Xu Jin 2，Jiang Yongsheng 3，Sun Baojun 3(1College of Environment and Civil Engineering ，Chengdu University of Technology ， Chengdu 610059 China )(2School of Hydraulics and Electric Power ，Sichuan University ， Chengdu 610064 China )(3Civil Engineering College ，Southeast University ， Nanjing 210096 China )Abstract On the basis of unloading tests of rock sample ，the deformation and fracture features of unloaded rock mass are studied in conjunction with fracture systems of some large excavation project. Research shows that the deformation of unloaded rock is of intense dilatancy in unloading direction ，the fracture is characterized by tensile one ，and there are tensile-shear fractures and shear fractures. The deformation and fracture feature of unloaded rock mass is dominated by the rock mass structure ，and deformation and failure in unloaded rock is prone to take place compared with those in rock. Especially ，the fracture system ，is controlled by the rock mass structure. Key words rock mechanics ，unloaded rock mass ，unloading tests ，deformation and fracture feature1 前 言开展岩体卸荷破坏机制的研究，不但对于揭示卸荷岩体的力学行为及其破坏的力学机理、完善和发展岩体力学理论、研究人类工程活动诱发的地质灾害机理等方面均具十分重要的理论意义，而且对于岩体工程实践也具有重大的经济效益和很高的实用价值。
十多年来，随着岩石力学的深入发展以及工程建设的需要，岩石卸荷试验的研究已在一定程度上得到了开展。
在卸荷岩石的变形破裂特征，强度与应力路径的关系等方面取得了一些成果[1～14]，为岩体在卸荷状态下的变形破裂性质的研究提供了基础。
但由于岩体卸荷破坏机制研究的复杂性，已有的成果是不全面的，如卸荷岩体的变形破裂性质、破裂体系等均有待进一步深入研究，尤其是现有的第22卷第12期沈军辉等. 卸荷岩体的变形破裂特征 • 2029 •研究成果多局限于岩石力学的试验方面，对于自然界非贯通裂隙岩体在开挖卸荷下的变形破坏性质的研究成果较少。
但岩体是处于一定的地质环境、具有一定结构的地质体，其变形破坏规律有别于完整的岩石材料，其变形破坏不仅受控于岩石的性质及其赋存环境，而且与岩体的结构密切相关。
因此，现有的研究成果还不能满足岩体工程活动的需要。
近年来，一些大型开挖工程岩体的变形破裂特征，以及水电工程勘测对一些强烈剥蚀卸荷地区河谷岩体变形破裂结构的揭示，为研究岩体在卸荷状态下的变形破裂性质提供了条件。
本文在玄武岩岩石试件卸荷试验的研究基础之上，着重结合三峡工程永久船闸这一大型开挖工程岩体的变形破裂特征，研究了岩体在卸荷状态下的变形破裂特征。
2 岩石卸荷试验的变形破裂特征2.1卸荷试验设计与方法试样取自雅砻江某水电站坝区，其中1#～5#试样为辉斑玄武岩，6#～8#试样为玄武质角砾集块熔岩。
试样呈圆柱状，直径50 mm，高110 mm。
采用美国产MTS815 Teststar 程控伺服岩石力学试验系统进行试验。
试验程序：首先对试件施加静水压力，再逐渐提高轴压至试件破坏前的某一应力水平，继而以5×10－4/s的缓慢应变速率施加轴向荷载(5×10－4/s为一经验值，主要用于在试验时间不过长的情况下，控制试件能在破裂后继续进行卸荷应变试验，该值因岩石力学性质的差异而不同)，同时缓慢降低围压至试件破裂(表现为应力-应变曲线的突然下降)，立即停止降低并保持住围压，然后继续施以前述轴向应变速率，直至轴向应力不随应变增高而降低。
其中6#～8#试件的静水压力为60 MPa，其后的过程连续进行；1#～5# 试件施加的静水压力为50 MPa，且在试件刚一破裂，便停止施加轴向应变，而转为保持轴向应变，并将围压卸除，打开压力室观察并拍照，尔后将围压还原至试件破坏时的量值，继续以5×10－4/s的应变速率完成余下的试验过程。
2.2试验结果分析试验结果显示岩石试件在卸荷状态下的变形破坏有如下特征(见柱面展开图，图1)：(1) 岩石试件的变形表现为沿卸荷方向的强烈扩容或膨胀；与常规三轴加载试验相比，卸荷岩石更易发生变形破裂，其破坏程度也更为强烈。
图1 玄武岩试件卸载试验岩石破裂体系Fig.1 Fracture system of unloading test for basaltsample(2) 卸荷岩石的破裂性质具有较强的张性破裂特征，即便是破坏时围压高达55 MPa的7#试件也不例外，并且随着破坏围压的增高，试件的剪切破坏成分比重增大，即由张性破坏过渡到张剪性破坏，张剪性破裂面往往是由剪切破裂部分追踪张性破裂面发展而成，张剪性破裂角也随破坏时围压的增大而增大。
(3) 试件中往往同时并存有轴向张性裂面T1，主共轭剪裂面S1a和S1b，以及次级共轭剪裂面S2a，S2b和夹于剪切裂面间的微张性破裂面等。
其中各种级别、各种力学机制的张性破裂十分发育，除轴向主张裂缝及微张性破裂面外，还有追踪张裂缝、顺阶步的滑移拉张裂缝和单剪状态下的压致拉裂等；所有的剪切裂面也具有较强的张性特征。
(4) 试件上发育有环向拉裂面。
这是圆柱形试件卸围压过程中平行于卸荷表面产生的张性裂面，它表明岩体中可产生大致垂直卸荷方向的拉张裂面。
(5) 试件破坏后，其膨胀体积应变随轴向应变增加而增加。
由于试验中试件破坏后均采用轴向应变速率控制，故测得的膨胀体积应变与轴向应变关系大体一致。
但在破坏后强度的影响方面，表现为体积膨胀过程中内摩擦角有较大幅度的降低。
• 2030 • 岩石力学与工程学报 2003年3 开挖卸荷岩体的变形破裂特征岩体是具有一定结构、处于一定地质环境中的地质体。
岩体在开挖状态下的变形与破坏受多种因素控制，包括岩性、岩体结构、岩体所处的地应力环境、地下水状况等地质因素及开挖程度、开挖方式等。
大型开挖工程无疑为研究岩体在卸荷状态下的变形与破坏提供了条件，是最理想的模型试验手段，典型的如三峡工程永久船闸中隔墩岩体。
中隔墩岩体为前震旦纪闪云斜长花岗岩，多为弱风化带和微新岩体，结构面以节理裂隙为主，不同部位结构面的发育程度及组合特征不同，岩体多呈块状及整体结构。
船闸开挖剖面呈双槽型，两线船闸间中隔墩宽约60 m，高50～70 m，开挖深度一般50～120 m，最大达170 m以上，开挖岩体所处地应力场的最大水平应力方向为N30～40°W，量值一般为10～11 MPa[11]。
开挖过程中，岩体不同程度地出现了变形与开裂现象。
有如下特征。
(1) 大量的变形位移监测资料显示，岩体的变形破裂与开挖(包括开挖程度，开挖速率等)密切相关，开挖结束后，变形的量值和速率都急剧变小(图2)，但开挖结束不久，卸荷变形的调整仍在进行[15]。
裂缝的形成主要与开挖引起岩体内部弹性应变能的释放，发生侧向回弹拉裂有关。
图2 二闸室中隔墩顶面66#裂缝开度变化历时曲线[15]Fig.2 Time-dependent variation of crack width at topsurface of baffle block，lock chamber No.2[15](2) 变形裂缝主要分布在开挖较大的二闸室至三闸首，这一部位也是岩体地应力场相对较高的部位；在三闸室闸尾及四闸室中部等处也可见一些变形裂缝；而开挖程度低的岩体多处于自然卸荷带内的一、五闸室处，裂缝发育较差。