高地应力区深埋洞室开挖过程岩体力学响应与岩爆倾向性分析

作     者：马天昌 MA Tianchang

作者机构：中铁建大桥工程局集团第五工程有限公司四川成都610500 

出 版 物：《铁道建筑技术》 (Railway Construction Technology)

年 卷 期：2024年第1期

页      面：148-153页

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：中国铁建大桥工程局集团有限公司科技创新项目(DQJ-2020-B27) 

主　　题：洞式溢洪道 高地应力 岩爆倾向性 

摘      要：为探究高地应力区深埋洞室开挖卸荷过程诱发的岩爆问题,以双江口水电站洞室溢洪道为工程背景,基于微震监测技术分析了洞室开挖过程中岩爆微震事件时空分布特征,确定了洞室岩爆灾害的风险部位。通过有限元软件构建了洞室的初始应力场,将有限元得出的洞室损伤区云图与现场微震监测结果进行对比分析。在此基础上,分析了洞室溢洪道变形和应力变化规律,揭示了洞室变形机制,探讨了洞室岩爆等级。研究结果表明:洞室开挖初期,左侧拱肩位置先发生变形;随着洞室大规模开挖卸荷,左侧边墙应力突然释放易出现脆性破坏;洞室开挖后期,左侧边墙与底板交汇位置因出现应力集中导致围岩劈裂的破坏现象。同时,根据Barton判据、Rb/σ1判据和陶振宇判据对洞室拱脚、拱肩和拱顶位置进行岩爆分析,拱脚位置在开挖过程中易发生严重岩爆现象,拱肩和拱顶位置可能出现轻微岩爆或中等岩爆现象。