大理岩真三轴卸载强度特征与破坏力学模式

深部高储能岩体开挖导致应变能释放,并引起快速的卸载破坏,形成岩爆等严重的工程灾害。根据锦屏水电站地下厂房工程环境以及开挖扰动特征,采用真三轴卸载实验、声发射监测、SEM电镜扫描等手段,对高储能岩体在不同应力路径与荷载速率下的卸载强度和破裂演化特征进行研究。实验结果表明:真三轴卸载条件下,大理岩宏观破坏与常规压缩实验过程有显著差别,高储能岩体受卸载路径及卸载速率控制,表现出原位强度为c0.45σ~c0.6σ。结合SEM扫描电镜图像以及声发射参数特征揭示,大理岩卸载破坏呈现张性萌生–剪切交汇–贯通破坏的渐进过程,并受不同的应力路径、卸载速率影响显著。基于上述卸载渐进破坏力学模式,采用劈裂界线、修正的Griffith强度曲线和非线性Mohr-Coulomb强度曲线的组合来解释原位岩体破坏的"S"型曲线规律。研究结果为认识不同条件下地下工程建设中岩爆等快速卸载破坏的形成机制提供理论依据。