單節(jié)理深埋隧洞開挖瞬態(tài)卸荷響應(yīng)機(jī)理數(shù)值模擬研究

摘 要：采用顆粒流數(shù)值模擬重現(xiàn)深埋單節(jié)理隧洞瞬態(tài)卸荷過程，從應(yīng)力狀態(tài)、變形特征、裂紋擴(kuò)展等多角度探析節(jié)理特征對雙江口水電站進(jìn)廠交通洞瞬態(tài)卸荷效應(yīng)的影響，研究表明：節(jié)理對深埋隧洞瞬態(tài)卸荷的應(yīng)力調(diào)整過程有著重要的影響，應(yīng)力集中區(qū)將由硐室底角、拱頂轉(zhuǎn)移至節(jié)理尖端。隨著節(jié)理長度的增加，節(jié)理尖端應(yīng)力集中區(qū)域離自由面距離逐漸增大，圍巖損傷區(qū)逐步向巖體深部發(fā)生遷移。不同節(jié)理角度下，微裂紋數(shù)目差異性顯著，其中60°和30°節(jié)理圍巖中的微裂紋數(shù)量較多；此外，壓剪裂紋所占比例隨著節(jié)理角度的增大呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢，45°時(shí)達(dá)最大。研究成果對水工隧洞開挖卸荷作用下圍巖破壞機(jī)制認(rèn)識和評價(jià)具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：深埋隧洞；節(jié)理巖體；瞬態(tài)卸荷；裂紋擴(kuò)展

中圖分類號：TV554 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-9235（2024）09-0074-09

深部巖體常含有節(jié)理、節(jié)理甚至大斷層等不同程度的結(jié)構(gòu)面，這類缺陷很大程度上決定了巖體的強(qiáng)度，當(dāng)遭受高地應(yīng)力和卸荷等外荷載作用時(shí)，促使圍巖破裂損傷加劇，結(jié)構(gòu)面缺陷擴(kuò)展、貫通至巖體失穩(wěn)破壞［1-3］。巖石（體）在外力作用下的變形及達(dá)到承載強(qiáng)度后的破壞失穩(wěn)現(xiàn)象歸根到底是能量驅(qū)動下巖石內(nèi)部裂紋萌生、擴(kuò)展、凝聚、貫通的結(jié)果［4-6］。因此，從能量轉(zhuǎn)化、裂紋演變等角度探析深埋節(jié)理隧洞的瞬態(tài)卸荷效應(yīng)有著重要意義。

自然界巖體由結(jié)構(gòu)面（節(jié)理、裂隙等）與巖塊兩部分組成，非貫通節(jié)理廣泛賦存于隧洞巖體中［7］。而隧洞圍巖單元在開挖前后的應(yīng)力狀態(tài)經(jīng)歷了“三向主應(yīng)力狀態(tài)→單面開挖卸載→切向應(yīng)力集中”的變化過程。巖體的地質(zhì)結(jié)構(gòu)及構(gòu)造的復(fù)雜性，導(dǎo)致節(jié)理圍巖在瞬態(tài)卸荷作用下表現(xiàn)出更為復(fù)雜的力學(xué)行為。對此，相關(guān)學(xué)者進(jìn)行了大量的研究。Liu等［7］采用單軸開洞試驗(yàn)，對隧洞的應(yīng)力和裂縫分布進(jìn)行了理論分析，結(jié)果表明節(jié)理位置對隧洞整體承載力影響較大，隧洞周圍的裂縫分布與節(jié)理位置和應(yīng)力集中系數(shù)密切相關(guān)；周喻等［8］通過試驗(yàn)和計(jì)算對比，研究了單側(cè)限壓縮條件下裂隙巖體強(qiáng)度、裂紋分布及裂紋演化規(guī)律形成機(jī)制；周輝等［9］、Liu等［10］利用相似材料的直剪試驗(yàn)分析了結(jié)構(gòu)面對巖爆發(fā)生的觸發(fā)機(jī)制，并通過試驗(yàn)解釋了斷層滑移型巖爆的機(jī)制和巖爆發(fā)生的前兆信息。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)值計(jì)算方法在巖爆模擬分析中得到了廣泛應(yīng)用。Feng 等［11］采用組合式有限元方法ELFEN，通過考慮結(jié)構(gòu)面傾角、位置和側(cè)壓系數(shù)的參數(shù)分析，揭示了卸荷條件下結(jié)構(gòu)面對圓形隧洞的力學(xué)響應(yīng)；Abdul等［12］通過FLAC3D顯式程序模擬了小尺度剪切平面結(jié)構(gòu)對隧洞邊界產(chǎn)生破壞作用；吳文平等［13］指出應(yīng)變型巖爆的發(fā)生與隧洞的開挖尺寸有一定的關(guān)系，通過FLAC3D再現(xiàn)了錦屏II級水電站引水隧洞單節(jié)理圍巖巖爆破壞過程，指出了在低應(yīng)力條件下，結(jié)構(gòu)面自身的變形與破壞對圍巖穩(wěn)定起主要作用；Zhang等［14］通過FLAC模擬研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)面的存在阻礙了圍巖應(yīng)力向深部巖體調(diào)整的過程，導(dǎo)致開挖邊界至結(jié)構(gòu)面之間的巖體應(yīng)力集中和能量不斷積聚?？梢姡壳肮?jié)理在不同應(yīng)力狀態(tài)下的影響方面研究已取得了大量成果，但無法體現(xiàn)在開挖卸載作用下，穿節(jié)理隧洞圍巖破裂演化機(jī)理，且從細(xì)觀裂紋擴(kuò)展角度對穿節(jié)理隧道開挖面失穩(wěn)機(jī)理的模擬研究相對較少。因此，構(gòu)建穿節(jié)理隧洞的精細(xì)化模型以進(jìn)一步開展深入研究是十分必要的。

本文以雙江口水電站隧洞為研究背景，采用顆粒流數(shù)值模擬重現(xiàn)深埋單節(jié)理隧洞瞬態(tài)卸荷過程，從應(yīng)力狀態(tài)、變形特征、裂紋擴(kuò)展和能量轉(zhuǎn)換等多角度探析節(jié)理特征對深部巖體瞬態(tài)卸荷效應(yīng)的影響，為隧道穿越斷層帶等不良地質(zhì)體時(shí)隧道開挖面穩(wěn)定性評價(jià)、開挖面失穩(wěn)預(yù)警及支護(hù)措施的優(yōu)化提供理論依據(jù)。

1 深埋單節(jié)理隧洞顆粒流模型

1. 1 雙江口工程概況

隧址區(qū)地面標(biāo)高3 260～5 500 m，高差達(dá)2 300m，為典型的高山峽谷地貌。隧道最大埋深約為2 080 m，開挖斷面的當(dāng)量直徑為11 m。工程區(qū)巖性單一，大部分為第三系中粒角閃黑云花崗巖（E2R），隧道區(qū)圍巖巖體較為完整，以Ⅱ、Ⅲ類圍巖為主，具有儲存高彈性應(yīng)變能的能力。

1. 2 接觸本構(gòu)模型

顆粒流數(shù)值模擬是一種離散分析單元法，能將任意巖石形態(tài)構(gòu)造成顆粒集合體，通過顆粒之間的相互作用對巖石的宏觀力學(xué)屬性進(jìn)行仿真，并通過顆粒間黏結(jié)的斷裂來模擬巖石材料裂紋的產(chǎn)生。本文以平直節(jié)理（Flat-Joint）接觸模型為基礎(chǔ)，F(xiàn)lat-Joint接觸模型與平行黏結(jié)模型、接觸黏結(jié)模型最大的區(qū)別在于能夠抑制顆粒黏結(jié)破壞后的旋轉(zhuǎn)［15］，顆粒形狀構(gòu)造成多邊形并相互“咬合”在一起，當(dāng)顆粒黏結(jié)破壞后由于顆粒之間的相互“咬合”作用，顆粒單元無法發(fā)生自由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，只能整體間滑動或脫落，與實(shí)際巖石材料內(nèi)部微觀構(gòu)造更為接近。

采用Flat-Joint接觸模型為本構(gòu)關(guān)系的完整巖石材料數(shù)值模型，其可以更加真實(shí)地反映巖石材料的宏觀力學(xué)特性，通過設(shè)置相應(yīng)的節(jié)理單元來建立節(jié)理巖石數(shù)值模型。圖1所示，巖石細(xì)觀參數(shù)采根以模型試樣室內(nèi)試驗(yàn)的模擬應(yīng)力-應(yīng)變曲線和破壞形態(tài)為參照，通過“試錯法”得出黏結(jié)顆粒模型相對應(yīng)的細(xì)觀物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)［16］，模擬試驗(yàn)的彈性模量、泊松比與室內(nèi)試驗(yàn)值吻合較好，見表1、2。隧洞巖體節(jié)理單元模擬采用Smooth-Joint接觸模型進(jìn)行設(shè)置，而節(jié)理的力學(xué)參數(shù)低于完整巖石的力學(xué)參數(shù)。可根據(jù)節(jié)理的力學(xué)參數(shù)比完整巖石的力學(xué)參數(shù)小1%～20%進(jìn)行選?。?7］，見表3。

1. 3 顆粒流模型

隧洞結(jié)構(gòu)邊界是半無限體邊界，而顆粒流程序無法對如此大范圍的巖石材料模型進(jìn)行數(shù)值模擬，且隧洞開挖對于距離遠(yuǎn)的巖體影響微乎其微。因此，在數(shù)值模擬中會選取有限的計(jì)算范圍建立模型，該計(jì)算范圍只要大于隧洞開挖的影響范圍即可。大量工程經(jīng)驗(yàn)表明，隧洞結(jié)構(gòu)的影響范圍一般在距隧洞中心3～5倍的隧洞特征尺寸內(nèi)。以雙江口水電站交通洞為研究背景，模擬隧洞瞬態(tài)卸荷過程，設(shè)置模型計(jì)算范圍為26 m×26 m，硐室邊墻高為2 m，底寬4 m，拱高2 m，硐室置于模型中心，隧洞中心與計(jì)算模型中心重合。通過刪除隧洞結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)的顆粒模擬瞬態(tài)卸荷，建立數(shù)值模型，見圖2。

本文從節(jié)理長度、角度、位置等方面展開研究，分析深埋洞室瞬態(tài)卸荷過程中，節(jié)理圍巖應(yīng)力分布狀態(tài)、圍巖變形規(guī)律和破壞特征等。雙江口水電站引水隧洞圍巖中垂直向地應(yīng)力與水平向相差較小，主應(yīng)力值平均20 MPa左右，因此在數(shù)值模擬中，通過PFC2D內(nèi)置的Fish語言和伺服原理編寫模型仿真程序，通過對上下邊界墻和左右邊界墻施加20 MPa圍壓模擬地應(yīng)力作用，并在程序伺服系統(tǒng)下通過不斷調(diào)整邊界墻的位移速率實(shí)現(xiàn)恒定圍壓，隧洞瞬態(tài)卸荷則通過導(dǎo)入洞室結(jié)構(gòu)并刪除開挖面范圍內(nèi)顆粒實(shí)現(xiàn)。

1. 4 工況設(shè)計(jì)

為了研究節(jié)理長度和傾角對隧洞瞬態(tài)卸荷效應(yīng)的影響，考慮到對圍巖破壞特性影響較大的水平貫通節(jié)理，根據(jù)不同節(jié)理長度L 可分為6種工況，分別為5、6、7、8、9、10 m，節(jié)理中心與模型幾何中心重合并貫穿隧洞，具體設(shè)置情況見圖3a；基于隧洞結(jié)構(gòu)及計(jì)算模型尺寸考慮，選取長度為6 m的貫通節(jié)理，節(jié)理中心與隧洞結(jié)構(gòu)幾何中心重合并貫穿隧洞，通過改變節(jié)理所在面與水平X 軸的夾角α 來探究不同節(jié)理角度對深埋隧洞瞬態(tài)卸荷效應(yīng)的影響。其中α 依次設(shè)置為0°、30°、45°、60°和90°，見圖3b。其中，初始狀態(tài)下節(jié)理水平分布，瞬態(tài)卸荷時(shí)隧洞開挖面范圍內(nèi)的節(jié)理也隨之瞬態(tài)破壞，每種工況下開挖過程均計(jì)算50 000步。

2 數(shù)值計(jì)算結(jié)果與分析

2. 1 節(jié)理長度對深埋隧洞瞬態(tài)卸荷效應(yīng)的影響

2. 1. 1 變形演化規(guī)律

在隧洞開挖過程中，圍巖的位移直接影響到隧洞結(jié)構(gòu)的破碎程度，也是衡量圍巖穩(wěn)定性的一個(gè)重要指標(biāo)。不同節(jié)理長度瞬態(tài)卸荷下圍巖內(nèi)位移變化情況大致相同，以6 m節(jié)理長度的數(shù)值模型為例分析，圍巖中位移方向見圖4。

從中可以看出，節(jié)理圍巖表現(xiàn)出的自我調(diào)整主要體現(xiàn)在3個(gè)方面：①拱頂處圍巖呈下沉趨勢，但拱肩圍巖相向運(yùn)動的同時(shí)有向中央處擠壓的趨勢，形成“起拱”效應(yīng)，從而提高了拱頂?shù)某休d能力；②兩幫及左右底角處圍巖表現(xiàn)出相向運(yùn)動的趨勢，從而使整個(gè)隧洞結(jié)構(gòu)受力趨于均衡，避免局部發(fā)生較大變形破壞；③拱底板部位圍巖相互擠壓呈現(xiàn)抬升趨勢。

為進(jìn)一步探究隧洞結(jié)構(gòu)變形規(guī)律，在隧洞模型左右底角、左右拱肩、拱頂以及底板中央等關(guān)鍵點(diǎn)位置設(shè)置了圖5所示的6個(gè)測量單元，進(jìn)行圍巖位移監(jiān)測。

圖6為各關(guān)鍵點(diǎn)處顆粒位移情況，由圖可知各關(guān)鍵點(diǎn)處完整圍巖位移均要大于節(jié)理圍巖位移，且在關(guān)鍵點(diǎn)5處完整圍巖位移超過節(jié)理圍巖最大位移的4. 5倍，這是因?yàn)樗截灤┕?jié)理的存在，使得隧洞圍巖損傷變形范圍加大，隧洞輪廓周邊圍巖位移相對減小。不同節(jié)理長度下，同一關(guān)鍵點(diǎn)處位移整體上隨節(jié)理長度的增加而逐漸減小并趨于穩(wěn)定。相同節(jié)理長度下，各關(guān)鍵點(diǎn)處位移有較大區(qū)別，關(guān)鍵點(diǎn)2與點(diǎn)4處圍巖位移始終相差較小，而關(guān)鍵點(diǎn)1與點(diǎn)5處圍巖位移相差相對較大，點(diǎn)1處位移皆大于點(diǎn)5處。所有關(guān)鍵點(diǎn)中，點(diǎn)3處位移始終最大，點(diǎn)5處位移一直最小。關(guān)鍵點(diǎn)3 處圍巖位移大于點(diǎn)6處，但差值隨著節(jié)理長度的增加而不斷減小，從5 m節(jié)理到10 m節(jié)理，兩者差值減小了近43. 3%，說明在不同長度水平貫通節(jié)理圍巖中，拱頂位移始終大于底板位移，但差值隨節(jié)理長度遞減。

2. 1. 2 裂紋擴(kuò)展規(guī)律

圖7為不同節(jié)理長度下隧洞圍巖微裂紋分布，其中，黑色線條代表細(xì)觀壓剪裂紋，綠色線條代表細(xì)觀拉伸裂紋，微裂紋主要集中分布在隧洞結(jié)構(gòu)周邊，裂紋的萌生、擴(kuò)展、積聚和交叉等使圍巖結(jié)構(gòu)劣化、力學(xué)特性弱化。應(yīng)力重分布過程中，由于開挖面法向卸荷，引起圍巖切向應(yīng)力集中，使得在平行于開挖面方向發(fā)生壓剪型裂紋擴(kuò)展，導(dǎo)致圍巖壓剪破壞。深埋隧洞瞬態(tài)卸荷后，圍巖以壓剪破壞為主，對應(yīng)于圖中黑色剪裂紋占主導(dǎo)地位；完整圍巖剪裂紋集中分布在底板和兩幫附近，而左右底角處有少量拉裂紋分布。不同節(jié)理長度下圍巖微裂紋分布情況有較大差異，節(jié)理長度較小時(shí)，裂紋分布較密集且主要在底板、兩幫和拱肩處；節(jié)理長度較大時(shí)，裂紋分布較稀疏但延伸的范圍較大，底板和拱頂附近有少量裂紋積聚，兩幫區(qū)域內(nèi)裂紋零星分布并向初始節(jié)理尖端延伸。由此可知，隨著節(jié)理長度的增加，節(jié)理尖端應(yīng)力集中處離自由面距離逐漸增大，圍巖損傷范圍不斷擴(kuò)展，使隧洞兩幫內(nèi)微裂紋分布逐漸變得稀疏，延伸的區(qū)域范圍逐漸變大，圍巖損傷區(qū)域逐步向深部遷移。

圍巖損傷破壞時(shí)，拉、剪裂紋表征不同的破壞機(jī)理，細(xì)觀裂紋數(shù)目統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表4，根據(jù)表中數(shù)據(jù)對比分析不同節(jié)理長度下裂紋數(shù)目及各裂紋所占比例見圖8。不同節(jié)理長度下，微裂紋總數(shù)和拉剪裂紋所占比例各不相同，節(jié)理長度較小（5、6 m）時(shí)，節(jié)理圍巖中微裂紋總數(shù)要多于完整圍巖，而其余節(jié)理長度下圍巖中微裂紋總數(shù)低于完整圍巖。其中節(jié)理長度為5 m時(shí)，剪裂紋所占比例為88. 4%，低于完整圍巖剪裂紋所占比例91. 5%，其他節(jié)理長度下剪裂紋所占比例要高于完整圍巖。整體上隨著節(jié)理長度的增加，微裂紋總數(shù)呈現(xiàn)單調(diào)遞減的趨勢，從1 048條降至403條，降幅高達(dá)62%；剪裂紋所占比例隨節(jié)理長度單調(diào)遞增，從最低值88. 4%上升到最高值98. 5%，上升幅度為11. 4%。

2. 2 節(jié)理傾角對深埋隧洞瞬態(tài)卸荷效應(yīng)的影響

2. 2. 1 變形演化規(guī)律

顆粒流程序中，模型顆粒的位移分布可近似表示隧洞圍巖的位移場，不同節(jié)理角度下圍巖位移情況見圖9，節(jié)理角度不同，隧洞圍巖位移場也大不相同。其中，完整圍巖中位移場分布較為對稱，隧洞兩幫極小范圍內(nèi)位移較大，而底板下扇形區(qū)域內(nèi)位移相對較小。0°節(jié)理圍巖中位移場分布均勻，只在隧洞拱頂和邊墻較小區(qū)域上出現(xiàn)較大位移。30°節(jié)理圍巖中，節(jié)理尖端附近出現(xiàn)較大位移，且左上側(cè)扇形區(qū)域位移較大，右側(cè)邊墻由于受節(jié)理影響較大而變形嚴(yán)重，圍巖位移也較大。45°節(jié)理圍巖中，隧洞結(jié)構(gòu)左側(cè)圍巖出現(xiàn)大的變形，左上側(cè)月牙形范圍內(nèi)位移較大，而底板下扇形區(qū)域位移很小。60°節(jié)理圍巖中靠近節(jié)理尖端的拱頂圍巖位移較大，出現(xiàn)顆粒脫落，底板下三角形區(qū)域內(nèi)位移相對較小。90°圍巖中隧洞底角處變形相對嚴(yán)重，位移較大，拱頂上側(cè)弧形區(qū)域位移也較大，而底板下半圓弧形范圍內(nèi)位移相對較小。整體上，隧洞圍巖位移隨節(jié)理傾角的改變而同步遷移，但底板下圍巖位移始終較小。

不同節(jié)理角度關(guān)鍵點(diǎn)位移情況見圖10，由圖可知，節(jié)理圍巖各關(guān)鍵點(diǎn)位移均小于完整圍巖位移。關(guān)鍵點(diǎn)3 處，30°節(jié)理圍巖位移達(dá)到最大值1. 11mm，低于完整圍巖點(diǎn)3處位移近22. 4%。相同節(jié)理角度下，各關(guān)鍵點(diǎn)處圍巖位移差距較大，0°、30°、45°和60°節(jié)理圍巖在點(diǎn)3處發(fā)生最大位移，而90°節(jié)理圍巖則在點(diǎn)1處位移最大，這是因?yàn)?0°節(jié)理豎直貫穿拱頂，對拱頂上方圍巖結(jié)構(gòu)影響較大，導(dǎo)致隧洞拱頂處變形不明顯。隨著節(jié)理角度的增大，關(guān)鍵點(diǎn)1、2、4、5處圍巖位移呈現(xiàn)出先減小后增大的趨勢；關(guān)鍵點(diǎn)3處圍巖位移則先增大后減?。魂P(guān)鍵點(diǎn)6處圍巖位移方向發(fā)生改變，0°和90°中位移向下，其他角度中位移則向上，說明在斜節(jié)理影響下，隧洞底板“起拱”效應(yīng)明顯。關(guān)鍵點(diǎn)2、4、6處，0°節(jié)理圍巖位移取最大值，關(guān)鍵點(diǎn)1、5處，90°節(jié)理圍巖位移達(dá)到最大，關(guān)鍵點(diǎn)3處，最大圍巖位移發(fā)生在30°節(jié)理圍巖中，關(guān)鍵點(diǎn)5圍巖位移始終最小。

2. 2. 2 裂紋擴(kuò)展規(guī)律

圖11為不同節(jié)理角度下圍巖中微裂紋分布情況，圖中占主導(dǎo)地位的黑色裂紋為壓剪裂紋，相對較少的綠色裂紋為拉伸裂紋，拉裂紋多在底角處分布，而剪裂紋環(huán)形分布于隧洞結(jié)構(gòu)周邊區(qū)域。與完整圍巖中微裂紋分布形態(tài)相比，不同角度節(jié)理圍巖中微裂紋分布范圍更為廣闊，距離隧洞輪廓較遠(yuǎn)，且大都在節(jié)理兩側(cè)沿隧洞周邊散落分布，表明圍巖損傷區(qū)域隨節(jié)理傾角同步發(fā)生遷移。節(jié)理角度不同，圍巖中微裂紋分布形態(tài)有所差異，隨著節(jié)理角度增大，隧洞兩幫附近圍巖內(nèi)的微裂紋逐漸變得稀少，而底板下區(qū)域圍巖中微裂紋逐漸增多；斜節(jié)理（30°、45°和60°）圍巖中，微裂紋分布相對密集，而0°和90°節(jié)理圍巖中微裂紋分布區(qū)域相對分散。

不同節(jié)理角度下隧洞圍巖損傷過程中細(xì)觀裂紋數(shù)目統(tǒng)計(jì)見表5，由表中數(shù)據(jù)可知，微裂紋中，剪裂紋數(shù)目要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于拉裂紋，表明隧洞瞬態(tài)卸荷過程中，圍巖發(fā)生壓剪破壞居多。對比分析各裂紋總數(shù)及所占比例見圖12，不同節(jié)理角度下圍巖中微裂紋總數(shù)和剪裂紋數(shù)都要多于完整圍巖，60°節(jié)理圍巖中微裂紋總數(shù)達(dá)到最大值1 066條，高于完整圍巖中微裂紋總數(shù)近37%，同時(shí)比90°節(jié)理圍巖中微裂紋總數(shù)最小值835條要多28%左右。不同節(jié)理角度下，微裂紋數(shù)目變化較大，其中60°和30°節(jié)理圍巖中微裂紋總數(shù)較多，0°節(jié)理圍巖次之，而45°和90°節(jié)理圍巖中微裂紋總數(shù)相對較少。壓剪裂紋所占比例隨著節(jié)理角度的增大呈現(xiàn)出先增大后減小的變化趨勢，但都要高于完整圍巖，在45°節(jié)理圍巖下，壓剪裂紋所占比例達(dá)到最大值96. 1%。

3 結(jié)論

為探究節(jié)理分布對深埋隧洞瞬態(tài)卸荷效應(yīng)的影響，對不同節(jié)理長度、角度、位置等工況進(jìn)行數(shù)值仿真。從隧洞圍巖應(yīng)力特性、變形規(guī)律、裂紋擴(kuò)展特征及能量轉(zhuǎn)化規(guī)律等方面進(jìn)行分析，得出的主要結(jié)論如下：①深埋隧洞瞬態(tài)卸荷的應(yīng)力調(diào)整過程有著重要的影響，節(jié)理的存在迫使隧洞開挖后應(yīng)力調(diào)整的區(qū)域發(fā)生改變，不同長度水平貫通節(jié)理圍巖中，拱頂位移始終大于底板位移，但差值隨節(jié)理長度遞減；②隨著節(jié)理長度的增加，節(jié)理尖端應(yīng)力集中處離自由面距離逐漸增大，圍巖損傷范圍不斷擴(kuò)展，使隧洞兩幫內(nèi)微裂紋分布逐漸變得稀疏，延伸的區(qū)域范圍逐漸變大，圍巖損傷區(qū)域逐步向深部遷移；③不同節(jié)理角度下，微裂紋數(shù)目變化較大，其中60°和30°節(jié)理圍巖中微裂紋總數(shù)較多，0°節(jié)理圍巖次之，而45°和90°節(jié)理圍巖中微裂紋總數(shù)相對較少，壓剪裂紋所占比例隨著節(jié)理角度的增大呈現(xiàn)出先增大后減小的變化趨勢，但都要高于完整圍巖，在45°節(jié)理圍巖下，壓剪裂紋所占比例達(dá)到最大值96. 1%。

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（責(zé)任編輯：向飛）

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