非开挖钻遇非均质岩层裂隙拓展特性研究

作者：张洁 曹函 朱俊晔 杜宗霖 王乐 杨四方 吉文龙 孙平贺

单位：1. 中南大学地球科学与信息物理学院 , 湖南长沙 410083; 2. 中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室 , 湖南长沙 410083; 3. 中国石油管道局工程有限公司第四分公司 , 河北廊坊 065000

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中文摘要：岩石裂隙的扩展是非开挖施工等地下工程中需要克服的问题，本文基于颗粒流离散元，建立了相应的数值试样，将 水压等效于作用在岩层中的作用力，研究了地应力差异系数、天然裂隙偏转角及软弱层倾角对岩石破裂后裂隙扩展的影响。 研究结果表明，岩石破裂后裂隙扩展的方向主要受地应力影响，地应力差异越大，岩石破裂压力也越小。当地应力差异系 数较小时，岩石破裂产生的裂隙数量较多，有大量的次生裂隙产生，当地应力差异系数较大时次生裂隙则会被抑制，主要 产生沿最大主应力方向扩展的主裂隙，且偏向最大主应力方向的裂隙数量明显增加，呈“蝶形”分布。天然裂隙的存在会 影响裂隙的扩展路径，裂隙扩展过程中易贯通低偏转角的天然裂隙，而直接穿透高偏转角的天然裂隙。在应力的作用下， 软弱层中会发育有大量的微观裂隙，在倾角较低时裂隙主要发育在软弱层中，倾角较高时则受最大主应力影响而直接穿透 软弱层。

中文关键词：非开挖 ; 地应力 ; 软弱层 ; 天然裂隙 ; 裂隙扩展

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