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应力降低区

应力降低区

隧道开挖后将在隧道的周边形成很高的应力集中,当隧道周边的应力超过围岩的强度极限时会首先在此处产生破坏,围岩就由弹性状态转变为塑性状态,并形成塑性区,进而导致围岩的承载力降低,产生了应力降低区。

基本概念
高应力区域进一步向固岩深处转移,同时伴随的是围岩的进一步破坏,围岩降低区继续向深部扩展。然而,这一状况并不会无限进行下去,在破坏向围岩深部扩展过程中,岩会由双向应力状态转为三向应力状态,第第三主应力绝对值会逐渐增大,最终,当围岩的三个主应力值接近到一定程度后,固岩的承载能力将大于该处的应力值,从而阻止了松动区的发展,围岩也就由塑性状态逐渐转变为弹性状态。应力降低区的范围即为松动区的范围,在松动区以上的土体处于高应力区(也就是处于压力拱内部的土体),其围岩的承载能力大于此处的应力值且处于弹性状态,围岩具备较强的承载能力,认为压力拱处的围岩稳定,而弹性区以外则是应力基本上未产生变化的原岩应力区。
高应力下软破矿岩体崩落开采地压显现特征
地下矿体开采破坏了岩体中原来的应力分布及平衡状态,导致岩体中应力场的重新分布,产生二次应力场,在二次应力场的分布中会形成高应力集中区和应力降低区(又称应力升高区或者降低区一一免压区)。而矿体开采过程是一个对岩体的持续不断的开挖过程,围岩的应力场分布状态也在不断的遭受破坏,不断地产生新的次生应力场,岩体应力场的不断变化将影响到地下开采的安全性。对松软破碎矿岩体,其承载能力低,自稳能力差,流变特性明显,矿岩变形破坏量大,而高应力更易加剧矿岩体的破坏,因此高应力下破碎矿岩体开采中会显现出一系列的地压问题,如采准井巷变形严重且支护及维护难,崩落炮孔变形破坏严重,采区溜井破坏严重,切割槽等开采工程形成困难,采场地压显现剧烈,开采过程安全性差,并将造成大量的矿石损失。
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