Влияние разломов на напряженно-деформированное состояние горного массива вблизи выработки туннеля

Адекватное математическое моделирование приразломной зоны и естественной трещиноватости горного массива, а также оценка их влияния на напряженно-деформированное состояние – актуальные задачи при расчете конструкций гидротехнических туннелей. Современные российские нормативные документы фактически приводят расчетные зависимости лишь для решения задач в условиях плоской деформации. При этом не учитываются особенности работы туннеля, пересекающего разлом, как пространственной конструкции. В статье рассмотрено влияние разломов и трещиноватости горного массива на напряженно-деформированное состояние (НДС) вблизи выработки туннеля. Предложена модель горного массива, разбитого системой параллельных трещин. Выведена формула, позволяющая определить модуль упругости горного массива на расстоянии от разлома. С помощью теории планирования эксперимента оценена степень влияния характеристик трещиноватости на распределение напряжений и даны рекомендации по определению вида напряженного состояния. На основе проведенных исследований установлено, что при оценке напряженно-деформированного состояния горного массива вблизи разлома необходимо учитывать характеристики трещиноватости горного массива, а используя распределение главных напряжений совместно с параметром Лоде, можно однозначно определить вид напряженно-деформированного состояния в каждой точке и, следовательно, применять различные теории прочности к различным участкам горного массива.