高地应力条件下隧洞开挖动态卸荷的破坏机理初探

维普资讯 http://www.cqvip.com 第２７卷第３期　爆炸与冲击　Ｖｏ１．２７，Ｎｏ．３　Ｍａｙ，２００７　２００７年５月　文章编号：１００１—１４５５（２００７）０３—０２８３—０６　ＥＸＰＬＯＳＩＯＮ　ＡＮＤ　ＳＨＯＣＫ　ＷＡＶＥＳ　高地应力条件下隧洞开挖动态卸荷　的破坏机理初探。　严鹏，卢文波，许红涛　（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：分析了高地应力条件下静水压力场中圆形隧洞钻爆开挖时开挖边界上初始应力场动态卸荷效应　及破坏机理，并计算了其破坏范围。初始应力动态卸荷时，动应力在隧洞径向表现为卸荷回弹，而在切向出现　动应力集中，表现为加载。动态卸荷时问对径向应力的影响较对切向应力大，卸荷时问越短，扰动的幅度越　大；初始应力动态卸荷在岩体中所造成的破坏范围较准静态卸荷情况大，卸荷时间越短，破坏范围越大。　关键词：爆炸力学；破坏机理；动态卸荷；圆形洞室；静水应力场；初始应力；卸荷时间　中图分类号：Ｏ３８２．３　国标学科代码：１３０・３５２０　文献标志码：Ａ　１　引　言　近年来在实施西部大开发和西电东送的战略的背景下，正在兴建或待建的包括小湾、溪洛渡、瀑布　沟、拉西瓦、锦屏等一大批大型水电工程均涉及高地应力条件下大规模的坝基、高边坡和地下洞室群的　岩石爆破开挖工作，面临严峻的大型岩体的卸载松弛及变形控制难题。一般认为，开挖引起的卸荷松弛　（应力重分配）过程会持续一段较长的时间，主要取决于岩性和岩体的结构特性，属于准静态卸荷的问　题。但理论分析和现场爆破高速摄影资料均表明：在爆破破岩过程中，被爆岩体从母岩上脱离并发生抛　掷运动的时间约为数毫秒至几百毫秒量级，因此岩体原始应力场的开挖卸载是一动态过程。卢文波　等［１　分析了节理岩体中的初始应力动态卸荷效应，认为岩体初始应力场的瞬态卸载理论能较好解释不　同结构面条件下岩体开挖过程的动态松动机理；易长平等［２］通过数值模拟计算比较了爆破荷载和岩体　初始应力动态卸荷对岩体的动态影响；任建喜等［３　完成了岩石卸荷损伤断裂破坏全过程的实时ＣＴ试　验，得到了卸荷条件下岩石损伤扩展的初步规律。　在爆破开挖过程中，新生成自由面上初始应力场的卸除往往在很短的时间内完成，这必然会在围岩　内部产生强烈的应力调整，这一动态卸载波的作用下，靠近围岩壁面处区域内的岩体出现松动和强度下　降，开挖轮廓面处的初始地应力越高，由此造成的围岩影响范围越大Ｌ４］。早在１９６６年，Ｍ。Ａ．Ｃｏｏｋ　等［５］就指出：作用荷载的突然释放可能导致岩石的超松弛，在介质中产生拉应力；Ｊ。Ｎ．Ｅｄｌ　Ｊｒ［６　分析了　理想化岩柱在柱端恒压突然卸除时的反应，并将它应用于解释被爆岩石对气体压力施加的荷载的反应　情况；张正宇等［７　在东风水电站地下厂房的爆破试验结果表明岩体初始应力瞬态卸荷对围岩影响甚至　大于爆破荷载作用对围岩的影响。可见，明确开挖引起的初始应力瞬态卸荷的作用，在岩石高边坡和地　下工程围岩的稳定性安全评价过程中，具有重要的意义。　由于室内试验的卸载速率往往较低，不能正确模拟爆破破岩过程中新生成自由面上的瞬态卸荷情　况［８］。因此，本文中以瞬态荷载作用下柱形空腔所激发的动态应力场为基础，分析静水压力场中隧洞钻　爆开挖时初始应力场的动态卸荷效应，计算初始应力动态卸荷过程在岩体中所造成的损伤范围，并与准　・收稿日期：２００６—０１—１６；修回日期：２００６—０３—０９　基金项目：国家自然科学基金委员会一雅砻江水电开发联合基金项目（５０６３９１００、５０５３９１００）；　教育部新世纪优秀人才计划基金项目　作者简介：严鹏（１９８１一），男，博士研究生。　维普资讯 http://www.cqvip.com ２８４　爆　炸　与　冲　击　第２７卷　静态卸荷情况进行对比。　２静水压力场中初始应力动态卸荷　考虑在一初始地应力均匀分布（即水平地应力和垂直地应力相等）的无限山体中开挖一圆形隧洞，　且因隧洞截面较小（直径Ｄ＜１Ｏ　ｍ），一次爆破开挖成型。对于大断面的洞室，为了简便起见，仅考虑直　孔掏槽爆破的情况。因为洞室的埋深很大，可以认为此洞室处于静水压力场中，即初始地应力沿隧洞径　向均匀分布，如图１所示。　当开挖边界上的炮孔起爆时，隧洞壁面上的径向应力在很短的时间￡ｏ内变为０（如图２中曲线１所　广Ｌ　盯　ｒ　，　示），这个过程所激起的卸载波从隧洞壁面开始向四周岩体内传播。假设在初始地应力动态卸荷的过程　中，岩体始终处于线弹性范围内，应力过程１可以分解为压应力过程２和拉应力过程３的迭加　。　ｒ　，　、，　］　ｒ　４　＝　Ｏ　，，●●●●（　，ｌ一　一　Ｏ　Ｏ／…　～　２　忌　＼＼Ｉ　、、Ｊ　３　￡　图１静水压力下圆形洞室初始应力示意图　Ｆｉｇ．１　Ｆｏｒｃｅｓ　ｏｎ　ｃｉｒｃｌａｒ　ｔｕｎｎｕｌ　ｕｎｄｅｒ　ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　图２动态卸荷应力状态等效图　Ｆｉｇ．２　Ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　ｉｎｉｔｉａｌ　ｓｔｒｅｓｓ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｕｎｌｏａｄｉｎｇ　这样，实际钻孔爆破过程中，初始应力动态卸荷的问题归结为如下的柱腔激发问题：处于初始无应　力状态的无限弹性介质（各向同性）中的柱形空腔，ｔ＝Ｏ时，有一随时间变化的拉力　（￡）作用在腔壁上。　设柱腔半径为ａ，规定压为正，拉为负，考虑平面应变的情况，在柱坐标系下，该问题中弹性波的控制方　程和初、边值条件为　３２　Ｕ十　１　一　一　Ｉ　，　（ｒ，ｔ）一（　＋２　）　＋　，　ａｏ（ｒ，ｔ）一　＋（　＋２　）　Ｕ（１）　ａ　一０　ｒ≥ａ，　￡＜０　ｔ≤０　０＜￡≤￡ｏ　￡＞￡０　（２）　（３ａ）　ｌｉｍｕ（ｒ，　）一０　ｒ。＋∞　￡＞０　（３ｂ）　式中：“（ｒ，￡）为介质质点径向位移；ｒ为介质质点距球腔中心的距离；Ｏ＂ｒ、Ｏ＂ｏ分别为卸载柱面波在介质中　引起的径向应力、切向应力；　、　为拉梅常数；ｃ　为介质的弹性纵波波速，ｃ　＝、／／（　＋２￣）／ｐ，ｌＤ为介质密　度。　。表示初始应力，￡。表示卸荷时间，式（３ａ）是隧洞开挖过程中隧洞洞壁面上应力减去初始应力后的　值。将使用该条件得出的解迭加上初始应力Ｐ。就得到该动态卸荷问题的解。　本文中利用Ｌａｐｌａｃｅ变换和Ｊ．ＭｉｋｌｏｗｉｔｚＥ妇所建议的围道积分反演方法求得问题的解。　３初始应力动态卸荷效应分析　算例中岩石的弹性模量Ｅ＝４５　ＧＰａ，泊松比ｖ＝０．２３，岩石密度ｐ＝２．７　ｔ／ｍ。，纵波波速ｃ　：４．３９５　６　ｋｍ／ｓ，拟开挖隧洞半径（即卸荷半径）ｎ＝１　ｍ。　３．１动态卸荷时间的确定　爆破开挖过程中，新生成自由面由施工设计的轮廓面确定，当轮廓面上的炮孔起爆，炮孔内爆轰压　维普资讯 http://www.cqvip.com 第３期　严鹏等：高地应力条件下隧洞开挖动态卸荷的破坏机理初探　２８５　力和爆生气体压力大于岩石的抗压强度时，在炮孔周围将产生裂纹，随着裂纹的发展并与邻孔产生的裂　纹贯通，形成新的自由面，在这一瞬态过程中，轮廓面处围岩的径向地应力变为０，即初始应力动态卸荷　完成。　根据文献Ｅｌｏ３中的结论，爆生气体驱动裂纹稳定扩展的极限速度　。一０．３８ｃｐ　（４）　根据式（４），若相邻两炮孔间距为Ｌ，则爆破开挖时岩体中初始应力动态卸荷的时间　ｎ　ｒ　ｒ　ｔｏ一　≈１．３１５　８兰　（５）　Ｕ・．）ｏＣｐ　Ｃｐ　若取相邻２个炮孔的间距为１　ｍ，由式（５）可得，爆破开挖时的卸荷时间为２９９．３４　ｓ，在掏槽爆破　时卸荷时间将更短。在计算时取卸荷时间ｔ。一５００，２５０，１２５　ｓ。　３．２初始应力动态卸载效应　图３给出了隧洞半径口一１　ｎｌ，卸荷时间ｔ。一２５０　ｓ时，周围岩体中一点的径向和切向应力时程曲　线。其中曲线１、３和２、４分别表示ｒ一２ａ和ｒ一５ａ处的动态卸荷解、准静态卸荷解，曲线５表示初始　应力。其中准静态卸荷解可以由经典弹性静力学得到。　（ａ１　Ｒａｄｉａｌ　（ｂ）Ｔａｎｇｅｎｔ　１．２　／５　／－－．＜　１．０　，——　／、＼　／　＼　０．８　＼　ｆ｛　．，　—、，２　　０．６　ｉ／　、４　Ｖ／　＼　０．４　０　２　４　６　８　１０　１２　（　寻）／　（　寻）／　图３初始应力动态卸载效应　Ｆｉｇ．３　Ｔｈｅ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｕｎｌｏｄｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｉｎｉｔｉａｌ　ｓｔＦｅｓｓ　图３表明，和隧洞准静态开挖卸荷相比，初始应力动态卸荷的效应是显著的。卸荷动态应力场以声　速　在岩体中传播［９］，当卸载波的波阵面到达时，岩体所处的均匀受压的静水应力状态被打破。隧洞径　向和切向应力都是先减小后增大，最后都稳定于准静态卸荷应力值。在动态扰动的过程中，动应力在隧　洞径向表现为卸荷回弹，而在切向出现动应力集中，表现为加载。　３．３卸荷时间对动态卸荷应力场的影响　初始应力动态卸荷与准静态卸荷的主要区别就在于卸荷时间不同。表１列出了卸荷半径ａ＝１　ｍ　时不同卸荷速率下２倍洞径和５倍洞径处动态卸荷应力的扰动幅度。其中ｔ。为卸荷时间；影响率　：　Ｊ　一Ｏ＂ｓ　Ｊ／ｏ，，　、Ｏ＂ｓ分别为动态卸荷应力值和准静态卸荷应力值；　为径向最大影响率；　为切向最大影　响率；ｒ为洞径；ｓ为损伤范围；ａ为卸荷半径。　表１不同卸荷时间时动态卸荷应力扰动幅度　Ｔａｂｌｅ　１　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｕｎｌｏａｄｉｎｇ　ｕｎｄｅｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｕｎｌｏａｄｉｎｇ　ｔｉｍｅｓ　维普资讯 http://www.cqvip.com ２８６　爆　炸　与　冲　击　第２７卷　Ｏ　７　由表１可以看出，卸荷时间对于径向应力的影响较显著，而对于切向应力的影响较小；卸荷时间越　长，动态应力扰动幅度越小。　Ｏ６４初始应力动态卸荷的损伤范围　理论和实验均证明，圆形地下洞室围岩的破坏基本表现为２种机制：一为洞壁围岩内最大切向应力　超过岩石的抗压强度０．ｅ而产生的张性破坏；二为　超过岩石的剪切强度而产生的剪切破坏口引。而隧　洞围岩内的剪应力取决于最大主应力差值０．１一　。吴刚口。　通过岩体加、卸荷试验证实：同类型的岩体　在相同的主差应力作用下卸荷破坏的强度比加荷的更低；卸荷下岩体常呈张剪复合型破坏特征。　根据卸荷过程中岩体的脆性破坏现象，考虑到实际工程岩体中存在大量的微裂纹，选用脆性断裂理　论，即Ｇｒｉｆｆｉｔｈ强度准则作为初始应力动态卸荷破坏准则。Ｇｒｉｆｆｉｔｈ准则反映了主应力差的影响，它总　结了单轴、３轴应力状态以及各种拉、压组合等各种应力状态达到拉应力而断裂的共同特征ｎ　。但是　Ｇｒｉｆｆｉｔｈ准则只反映了岩石发生脆性破坏的起始状况，不能反映岩石破坏的整个过程［１　，所以本文的计　算结果只是动态卸荷在岩体中所造成的损伤的范围，即裂纹产生的范围。　４．１　Ｇｒｉｆｆｉｔｈ强度准则　Ｇｒｉｆｆｉｔｈ理论认为　］，微裂纹的周围，特别是缝端，会产生应力集中现象，造成裂缝扩展，引起岩体　的脆性破坏。规定应力以压为正，以拉为负，０．ｔ表示抗拉强度，Ｇｒｉｆｆｉｔｈ强度理论的破坏准则为　ｆ　一　一８ａｔ（ａｌ　ｑ－ａＳ）一０　０＂１　３－３ａｓ＞Ｏ　＼口３：一０．ｔ　口１＋３ａｓ＜０　Ｇｒｉｆｆｉｔｈ准则反映了裂纹开始扩展，材料破坏时的强度。在上述卸载的作用下，岩体所处的静水应　力状态被打破，动态应力可能促进裂纹产生和扩展，因此，应用Ｇｒｉｆｆｉｔｈ准则可以计算卸荷扰动在岩体　中所引起的损伤范围。　４．２初始应力动态卸荷的损伤范围预测　图４给出了距离开挖边界不同距离处主应力差值０＂１一　时程曲线。其中曲线１，３和２，４分别表示　ｒ：２ａ和ｒ：５ａ处初始应力动态卸荷、准静态卸荷的情况。　从图４可以看出，和准静态卸荷相比，初始应力动态卸荷产生较大的主应力差值，而岩体卸荷破坏　试验的结果表明卸荷条件下岩体破坏强度较加荷情况下低口。　，因此，初始应力动态卸荷将在岩体中　产生较大的破坏范围。　本文计算条件下，口　＋３０＂３＞０，而且Ｇｒｉｆｆｉｔｈ强度准则可以简化为是＝（口　一　）／（８０＂　）。若是≥１，　则认为卸荷扰动在此处岩体中产生了损伤。取岩体卸荷下抗拉强度为２　ＭＰａ，计算结果如图５所示。　－　ＴＺ　ｆ　＼。　ｌｌ……　一　７　』ｆ厂＼　＼／　，　＼４　ｌ　２　３　４　５　６　７　８　９　１０　１ｌ　１２　１３　（扣号）／　。　图４初始应力动态卸载时主应力差值时程曲线　Ｆｉｇ．４　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｏｆ　ｍａｉｎ　ｓｔｒｅｓｓｅｓ　ｄｕｒｉｎｇ　ｉｎｉｔｉａｌ　ｓｔｒｅｓｓ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｕｎｌｏａｄｉｎｇ　（ｒ－ａ）／ａ　图５岩体动态卸荷损伤范围　Ｆｉｇ．５　Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ　ｆｉｅｌｄ　ｉｎ　ｒｏｃｋ　ｉｎｄｕｃｅｄ　ｂｙ　ｕｎｌｏａｄｉｎｇ　维普资讯 http://www.cqvip.com 第３期　严鹏等：高地应力条件下隧洞开挖动态卸荷的破坏机理初探　２８７　图５表明，初始应力动态卸荷在岩体中产生的损伤范围比准静态卸荷产生的损伤范围大。卸荷半　径ｎ一１　ｍ，卸荷时间ｔ＝２５０　ｓ时，初始应力动态卸荷引起的损伤范围约在隧洞壁面外０．７　ｍ，而准静　态卸荷产生的破坏范围约为０．６　ｍ。　动态卸荷的时间对其损伤范围也有影响。卸荷时间越长，动态卸荷的损伤范围也越小（见表１）。　５结论与讨论　经过以上对初始应力动态卸荷应力场的计算及对其影响因素的分析，可以得到如下的初步结论：　（１）初始应力动态卸荷效应是显著的。当卸载波的波阵面到达时，岩体所处的均匀受压的静水应力　状态被打破。隧洞径向和切向应力都先减小后增大，最后都稳定于静态压应力值。在这个动态扰动的　过程中，动应力在隧洞径向表现为卸荷回弹，而在切向出现动应力集中，表现为加载，此动态扰动过程会　促进岩体中裂纹的产生和发展。计算结果表明，爆破开挖时，初始应力动态卸荷在岩体中产生的损伤范　围比准静态卸荷所产生的损伤范围大，其具体值大约在开挖边界外０．７卸荷半径的范围内。　（２）卸荷时间的长短对径向动态应力有显著的影响，而对切向应力的影响都较小。卸荷时间越短，　初始应力动态卸荷在周围岩体中产生的动态扰动的幅度越大。　（３）在实际爆破开挖过程中，还需要进一步研究初始应力动态卸荷和爆炸荷载动态卸荷的耦合关系　及裂纹在初始应力动态卸荷应力场作用下的扩展，建立合理的动态卸荷模型，这是今后的研究方向。　参考文献：　［１］卢文波，金李，陈明．节理岩体爆破开挖过程的动态卸载松动机理研究［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００５，２４（ｉ）：４　６５３・４　６５７．　ＬＵ　Ｗｅｎ－ｂｏ，ＪＩＮ　Ｌｉ，ＣＨＥＮ　Ｍｉｎｇ．Ｓｔｈｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｏｏｓｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｊｏｉｎｔｅｄ　ｒｏｃｋ　ｍａｓｓ　ｃａｕｓｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｕｎｌｏａｄｉｎｇ　ｏｆ　ｉｎｉｔｉａｌ　ｓｔｒｅｓｓ　ｄｕｒｉｎｇ　ｒｏｃｋ　ｂｌａｓｔｉｎｇ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｒｏｃｋ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，　２００５，２４（ｉ）：４　６５３－４　６５７．　［２］易长平，许红涛，卢文波．大型岩体结构开挖过程中初始应立场动态卸荷效应研究［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００５，　２４（１）：４　７５０－４　７８４．　ＹＩ　Ｃｈａｎｇ・ｐｉｎｇ，ＸＵ　Ｈｏｎｇ・ｔａｏ，ＬＵ　Ｗｅｎ－ｂｏ．Ｔｈｅ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｕｎｌｏａｄｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｉｎｉｔｉａｌ　ｓｔｒｅｓｓ　ｆｉｅｌｄ　ｉｎ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅ　ｒｏｃｋ　ｍａｓｓ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｒｏｃｋ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００５，２４（ｉ）：４　７５０－４　７８４．　［３］任建喜，葛修润，蒲毅彬，等．岩石卸荷损伤演化机理ＣＴ实时分析初探［ＪＪ．岩石力学与工程学报，２０００，１９（６）；６９７・　７Ｏ１．　ＲＥＮ　Ｊｉａｎ－ｘｉ，ＧＥ　Ｘｉｕ・ｒｕｎ，ＰＵ　Ｙｉ－ｂｉｎ，ｅｔ　ａ１．Ｐｒｉｍａｒｙ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｒｅａｌ・ｔｉｍｅ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｏｆ　ｕｎｌｏａｄｉｎｇ　ｄａｍａｇｅ　ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ｌａｗ　ｏｆ　ｒｏｃｋ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｒｏｃｋ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０００，１９（６）：６９７・７０１．　［４］　吴刚．工程岩体卸荷破坏机制研究的现状及展望［Ｊ］．工程地质学报，２００１，９（２）：１７４・１８１．　ＷＵ　Ｇａｎｇ．Ｔｈｅ　ｐｒｅｓｅｎｔ　ａｎｄ　ｅｘｐｅｃｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ｔＯ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｒｏｃｋ　ｂｒｏｋｅ　ｕｎｌｏａｄｉｎｇ［Ｊ］．Ｔｈｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｇｅｏｌｏｇｙ，２００１，９（２）：１７４—１８１．　［５３　Ｃｏｏｋ　Ｍ　Ａ，Ｃｏｏｋ　Ｕ　Ｄ。Ｃｌａｙ　Ｒ　Ｂ，ｅｔ　ａｌ。Ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｏｆ　ｒｏｃｋ　ｄｕｒｉｎｇ　ｂｌａｓｔｉｎｇ［Ｊ］．Ｔｒａｎｓ　Ｓｏｃｉ　Ｍｉｎ　Ｅｎｇｒｓ，１９６６，１０（２）ｔ　１７－２５．　［６］Ｅｄｌ　Ｊｒ　Ｊ　Ｎ．应力波在爆炸引起的岩石膨胀移动过程中的作用［Ｃ］／／第一届爆破破岩国际会议论文集．长沙：中国长　沙岩石力学工程技术咨询公司，１９８５：３２・４０．　Ｅ７］张正宇，刘颖，张文煊．东风水电站地下厂房爆破振动效应的研究［Ｃ］／／工程爆破文集（第五辑）．１９９３：２９９・３０５．　［８］李建林，熊俊华，杨学堂．岩体卸荷力学特性的试验研究［Ｊ３．水利水电技术，２００１，３２（５）：４８・５１　ＬＩ　Ｊｉａｎ－ｌｉｎ，ＸＩＯＮＧ　Ｊｕｎ－ｈｕａ，ＹＡＮＧ　Ｘｕｅ－ｔａｎｇ．Ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｓｔｕｄｙ　ｔＯ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ｏｆ　ｕｎｌｏａｄｉｎｇ　ｒｏｃｋ［Ｊ］．Ｔｈｅ　Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ａｎｄ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ，２００１，３２（５）：４８—５１．　［９３　Ｍｉｋｌｏｗｉｔｚ　Ｊ．Ｐｌａｎｅ－ｓｔｒｅｓｓ　ｕｎｌｏａｄｉｎｇ　ｗａｖｅｓ　ｅｍａｎａｔｉｎｇ　ｆｒｏｍ　ａ　ｓｕｄｄｅｎｌｙ　ｐｕｎｃｈｅｄ　ｈｏｌｅ　ｉｎ　ａ　ｓｔｒｅｔｃｈｅｄ　ｅｌａｓｔｉｃ　ｐｌａｔｅＤ］．　Ｊｏｕｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ，１９６０，２７（４）：１６５－１７１．　维普资讯 http://www.cqvip.com ２８８　爆　炸　与　冲　击　第２７卷　１９９４，１４（３）：２６４—２６８．　［１Ｏ］　卢文波，陶振宇．爆生气体驱动的裂纹扩展速度研究［Ｊ］．爆炸与冲击，ＬＵ　ｗｅＩ卜ｂｏ，ＴＡＯ　Ｚｈｅｎｇ—ｙｕ。Ａ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｐｒｏｐｏｇａｔｉｏｎ　ｄｒｉｖｅｄ　ｂｙ　ｇａｓｅｓ　ｏｆ　ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ［，Ｊ］．Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ　ａｎｄ　Ｓｈｏｃｋ　Ｗａｖｅｓ．１９９４，１４（３）：２６４－２６８．　Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００５，２４（１）：４　７６９—４　７７１．　［１１］　张黎明，王在泉，贺俊征．卸荷条件下岩爆机理试验研究［ＺＨＡＮＧ　Ｌｉ—ｍｉｎｇ．ＷＡＮＧ　Ｚａｉ—ｑｕａｎ，ＨＥ　Ｊ　ｕｎ－ｚｈｅｎｇ．Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｏｆ　ｒｏｃｋ　ｂｕｒｓｔ　ｕｎｄｅｒ　ｕｎｌｏａｄｉｎｇ　ｃｏｎｄｉ—　ｔｉｏｎ［－Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｒｏｃｋ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００５，２４（１）：４　７６９—４　７７１．　－Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００５，２４（１）：４　８２２—４　［１２］　李宏，安其美，马元春．深埋洞室地应力状态与岩爆相关性研究ｌ８２６．　ＬＩ　Ｈｏｎｇ，ＡＮ　Ｑｉ－ｍｅｉ，ＭＡ　Ｙｕａｎ－ｃｈｕｎ．Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｒｅｌａｔｉｖｉｔｙ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｒｏｃｋ　ｂｕｒｓｔ　ａｎｄ　ｓｔｒｅｓｓ　ｓｔａｔｅ　ｉｎ　ｄｅｅｐ　ｔｕｎｎｅｌ［Ｊ］．　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｒｏｃｋ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００５，２４（１）：４　８２２—４　８２６．　－Ｊ］．岩土力学，１９９７，１８（２）：１３—１６．　［１３］　吴刚．岩体在加、卸荷条下破坏效应对比分析ＩｗＵ　Ｇａｎｇ．Ｃｏｍｐａ　ｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｒｏｃｋ　ｍａｓｓ　ｕｎｄｅｒ　ｌｏａｄｉｎｇ　ａｎｄ　ｕｎｌｏａｄｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｒｏｃｋ　ａｎｄ　Ｓｏｉｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ，１９９７，１８（２）：１３－１６．　２４（２）：１１５—１２１．　［１４］　徐林生，王兰生．岩爆形成机理研究［Ｊ］．重庆大学学报：自然科学版，２００１，ＸＵ　Ｌｉｎ＿ｓｈｅｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｌａｎ－ｓｈｅｎｇ．Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｒｏｃｋｂｕｒｓｔ［－Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ：　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｅｄｉｔｉｏｎ，２００１，２４（２）：ｌｌ５—１２１．　科学出版社，２００４．　［１５］　谢和平，陈忠辉．岩石力学［Ｍ］．北京：ｆｆｉｔｈ　Ａ　Ａ．Ｔｈｅ　ｐｈｅｎｏｍｅｎａ　ｏｆ　ｒｕｐｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｆｌｏｗ　ｉｎ　ｓｏｌｉｄｓ［Ｊ］．Ｐｈｉｌ　Ｔｒａｎｓ　Ｒｏｙ　Ｓｏｃ　Ｌｏｎｄｏｎ，１９２１，Ａ２２１：１６３—１９８．　［１６］　Ｇｒｉ－Ｊ］．山地研究，１９９８，１６（４）：２８１—２８５．　［１７］　王贤能，黄润秋．岩石卸载破坏特征与岩爆效应ＩＷＡＮＧ　Ｘｉａｎ－ｎｅｎｇ，ＨＵＡＮＧ　ｒｕｎ－ｑｉｕ．Ｔｈｅ　ｕｎｌｏａｄｉｎｇ　ｂｒｏｋｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ｏｆ　ｒｏｃｋ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｏｃｋｂｕｒｓｔ［Ｊ］．Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｍｏｕｎｔａｉｎ．１９９８，１６（４）：２８１—２８５．　Ａ　ｐｒｉｍａｒｙ　ｓｔｕｄｙ　ｔｏ　ｄａｍａｇｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｉｎｉｔｉａｌ　ｓｔｒｅｓｓ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｕｎｌｏａｄｉｎｇ　ｗｈｅｎ　ｅｘｃａｖａｔｉｎｇ　ｕｎｄｅｒ　ｈｉｇｈ　ｇｅｏｓｔｒｅｓｓ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ＹＡＮ　Ｐｅｎｇ　，ＬＵ　Ｗｅｎ—ｂｏ，ＸＵ　Ｈｏｎｇ—ｔａｏ　ａｎｄ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，　（Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　Ｗｕｈａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ　４３００７２，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｕｎｌｏａｄｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｉｎｉｔｉａｌ　ｓｔｒｅｓｓ　ｉｎ　ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ　ｆｉｅｌｄ　ｉｎ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｃｉｒ—　ｃｌａｒ　ｔｕｎｎｅｌ　ｂｙ　ｂｌａｓｔｉｎｇ　ｕｎｄｅｒ　ｈｉｇｈ　ｇｅｏｓｔｒｅｓｓ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄａｍａｇｅ　ｆｉｅｌｄ　ｗａｓ　ｃａｃｕｌａｔｅｄ．　Ｉｎ　ｔｈｅ　Ｄｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｕｎｌｏａｄｉｎｇ，ｔｈｅ　ｒａｄｉａｌ　ｓｔｒｅｓｓ　ｕｎｌｏａｄｅｄ　ｆｉｒｓｔ　ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｒｅｂｏｕｎｄｅｄ，ｔｈｅ　ｃｉｒｃｕｍ—　ｓｔｒｅｓｓ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｕｎｌｏａｄｉｎｇ　ｔｉｍｅ　ａｆｆｅｃｔｓ　ｔｈｅ　ｒａｄｉａｌ　ｓｔｒｅｓｓ　ｍｕｃｈ　ｍｏｒｅ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｃｉｒｃｕｍ—ｓｔｒｅｓｓ．　Ｔｈｅ　ｓｈｏｒｔｅｒ　ｔｈｅ　ｕｎｌｏａｄｉｎｇ　ｔｉｍｅ　ｉｓ，ｔｈｅ　ｌａｒｇｅｒ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ　ｆｉｅｌｄ　ｉｓ．Ｔｈｅ　ｄａｍａｇｅ　ｆｉｅｌｄ　ｉｎｄｕｃｅｄ　ｂｙ　ｄｙ—　ｎａｍｉｃ　ｕｎｌｏａｄｉｎｇ　ｉｓ　ｌａｒｇｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈａｔ　ｉｎｄｕｃｅｄ　ｂｙ　ｓｔａｔｉｃ　ｕｎｌｏａｄｉｎｇ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ｏｆ　ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ；ｄａｍａｇｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｄｙｎａｍｉｃ　ｕｎｌｏａｄｉｎｇ；ｃｉｒｃｌａｒ　ｔｕｎｎｕｌ；ｈｙｄｒｏ—　ｓｔａｔｉｃ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｆｉｅｌｄ；ｉｎｉｔｉａｌ　ｓｔｒｅｓｓ；ｕｎｌｏａｄｉｎｇ　ｔｉｍｅ　Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ａｕｔｈｏｒ：ＹＡＮ　Ｐｅｎｇ　Ｅ－ｍａｉｌ　ａｄｄｒｅｓｓ：ｙａｎｓｄ０３４＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ａｎ　Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ：８６—８３５－４５６５０６８