岩体贯切破坏在不同侧向自由边界的声发射演化

 摘要：采用机械式隧道开挖可提升施工自动化与工程安全性的成效,但因机械式掘削刃口开挖过程的力学机制仍属浑蒙,而掘削机具与弱面位置的互制关系,对于岩体破坏行为有着重要的影响。以脆性岩体为研究目标,探求楔型刃口贯切受测岩体的接触破坏机制,为工程实际提供参考。由正向楔型贯切仪器的建置,并采用非损伤的声发射技术,以楔型刃口为尖状及90°楔角的试验条件下,改变不同贯切位置,以无侧围压方式进行模拟开口不连续的弱面状况,并采用裂缝开口位移控制,使加载于尖峰行为后,不致失稳开裂,以求取完整的贯切加载历程。试验结果显示,不同贯切位置的裂缝开裂路径,存在着几何相似特性;随着逐渐靠近侧向自由边界,其最大贯切力与最大贯切深度均随之降低,但对于标称贯切压力则影响不大。而声发射技术所接收的微震事件,可代表微观裂缝的生成,其与宏观裂缝的初裂与延伸作一比较,证实声发射定位结果十分良好;随着贯切位置逐渐靠近侧向自由边界,丛聚现象发生时机将提早发生,且弹–塑性交界半径则有减小的趋势。