第1章　绪论

1.1　研究意义

岩体一般处于三向应力状态,受人类工程活动扰动后,其应力状态发生变化,开挖面附近的岩体应力重新分布,表现为加载或者卸荷。卸荷会引起岩体质量的迅速劣化,例如,基坑、边坡、地下洞室的开挖,等等,都是卸荷的情况,而卸荷的条件不同,岩体的变形破坏过程也不同。因此,研究岩体在各种卸荷条件下的力学特性,具有很重要的现实意义[10-16]。现行卸荷岩体力学研究,主要集中于两个方面:一是对于岩体在未开挖前、尚未扰动的自然卸荷条件下力学特性的研究;二是对于在开挖扰动卸荷条件下岩体力学特性的研究[17]。

自然界的岩体均是经过地质构造活动损伤的岩体,含有大量的节理裂隙,裂隙岩体是岩体工程最普遍的施工对象之一[18,19]。人工开挖活动会造成岩体内地应力的突然释放,而使得岩体内原有裂隙不断发展张开,甚至引起岩爆,导致岩体的质量和稳定性有较大程度的下降,引发工程事故。目前室内试验主要集中于完整岩体加载力学状态下的力学特性,对于节理岩体在卸荷状态下、水压浸泡作用下以及开挖卸荷后流变状态下的力学特性及参数变化还研究较少。

由于计算机的快速发展,数值分析方法如有限元法,离散元法等已经被成功地引入到岩土工程的计算中来,并获得了广泛的应用,极大地推动了岩体力学理论的发展。然而,数值分析方法结果的正确性除了与方法本身有关外,还取决于岩体的本构模型和基本力学参数,然而目前常用的力学模型和参数都是基于加载应力路径下取得的,和开挖工程实际应力路径有较大的差别。岩体在加载路径和卸荷路径中表现出来的性质有很大的差别,研究卸荷应力路径下开挖岩体的本构关系、破坏准则、力学参数等力学特性具有十分重要的工程意义。