某交通线路色季拉山隧道高地应力岩爆风险定量预测研究

作     者：田朝阳 兰恒星 张宁 许博闻 TIAN Chaoyang;LAN Hengxing;ZHANG Ning;XU Bowen

作者机构：长安大学地质工程与测绘学院西安710054 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 

出 版 物：《工程地质学报》 (Journal of Engineering Geology)

年 卷 期：2022年第30卷第3期

页      面：621-634页

核心收录：

学科分类：070801[理学-固体地球物理学] 07[理学] 0708[理学-地球物理学] 

基　　金：第二次青藏高原科学考察项目(资助号:2019QZKK0904) 国家自然科学基金项目(资助号:41941019,42041006,41927806,41807291) 

主　　题：岩爆 爆坑 定量预测 地应力反演 色季拉山隧道 

摘      要：岩爆是在高地应力区域中进行地下隧道建设时所面对的主要风险之一,具有突发性、高危害性等特点。实现岩爆的破坏程度定量化预测,对高地应力区域地下工程的设计与施工具有重要的指导意义。本文通过收集大量国内外典型岩爆隧道的特征参数并进行统计分析,建立了一种能够预测最大爆坑深度的岩爆风险量化预测模型,同时结合室内力学试验、岩体强度损伤准则和地应力场多元线性回归反演等理论和方法,对新建某交通线路色季拉山隧道岩爆风险进行了定量化预测,并与国内巴玉隧道岩爆风险进行相似工程案例对比分析。得出以下结论:(1)本文根据岩爆隧道应力强度比与爆坑深度之间线性统计关系所建立的岩爆预测模型,可实现岩爆风险的量化预测及评估。(2)色季拉山隧道地应力场受构造作用控制明显,同时,全线地应力普遍较高,加之隧道沿线硬岩段落占比大且岩爆倾向性高,高地应力岩爆风险突出。(3)预测色季拉山隧道中等以上等级岩爆风险段落可达12188 m,占隧道全长的32.1%,岩爆将主要发生在弱风化花岗岩、闪长岩以及埋深较大的片麻岩段落中。(4)色季拉山隧道预测最大爆坑深度为3.42 m,小于已贯通的巴玉隧道实测最大爆坑深度(3.5 m),在合理的防控措施下可认为色季拉山隧道的岩爆风险总体可控。