深埋硬岩隧洞岩爆的结构面作用机制分析

发布时间：2017-08-19 12:30

  本文关键词：深埋硬岩隧洞岩爆的结构面作用机制分析

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【摘要】：岩爆是深埋硬岩隧洞开挖过程中常遇到的动力地质灾害,从锦屏二级水电站深埋隧洞施工中发现结构面对岩爆具有重要控制作用。在总结国内外结构面型岩爆研究现状、列举典型结构面型岩爆案例的基础上,分析不同结构面类型、产状、不同生产环境、施工方法等条件下结构面对岩爆的作用机制;提出依据不同作用机制的结构面型岩爆分类方法。分析认为:结构面型岩爆可分为滑移型、剪切破裂型和张拉板裂型;边墙竖直产状的结构面易使围岩压制拉裂而诱发张拉板裂型岩爆,倾斜产状的结构面则会诱发滑移型或剪切破裂型岩爆;未揭露的倾斜产状的结构面诱发的剪切破裂型岩爆强度可能要大于相同条件下揭露出的结构面诱发的滑移型岩爆;采矿工程中容易发生大尺度的滑移型岩爆,而水电交通隧洞更容易发生小尺度的滑移型岩爆,且结构面控制爆坑深度和边界;对剪破坏主导的结构面型岩爆,结构面的力学性质、强度特征因控制所诱发岩爆的能量来源,因而影响岩爆的强度等级。研究成果将对深埋硬岩隧洞结构面型岩爆的发生机制、控制方法等具有一定指导意义。
【作者单位】： 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室;
【关键词】： 岩石力学 结构面型岩爆 岩爆机制 分类 防治
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2014CB046902) 中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2 EW QN115) 国家自然科学基金资助项目(41172288)
【分类号】：TU45
【正文快照】： 1引言我国国民经济的快速发展对能源、交通、水电等提出了重大需求,国家适时提出西电东输、南水北调等重大战略工程,随之出现大量复杂地质条件下的深埋长大隧洞(隧道、巷道)工程。水电工程中最具代表性的锦屏二级水电站引水隧洞最大埋深达到2 525 m,最大地应力达60 MPa;在采矿

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 Peter K. Kaiser;;Design of rock support system under rockburst condition[J];Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering;2012年03期

2 汪泽斌;天生桥二级水电站隧洞岩爆规律及预测方法的探索[J];人民珠江;1994年03期

3 谷明成,何发亮,陈成宗;秦岭隧道岩爆的研究[J];岩石力学与工程学报;2002年09期

4 冯夏庭;陈炳瑞;明华军;吴世勇;肖亚勋;丰光亮;周辉;邱士利;;深埋隧洞岩爆孕育规律与机制:即时型岩爆[J];岩石力学与工程学报;2012年03期

5 陈炳瑞;冯夏庭;明华军;周辉;曾雄辉;丰光亮;肖亚勋;;深埋隧洞岩爆孕育规律与机制:时滞型岩爆[J];岩石力学与工程学报;2012年03期

6 徐林生,王兰生;二郎山公路隧道岩爆发生规律与岩爆预测研究[J];岩土工程学报;1999年05期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张金明,章青,李彦彬;岩爆应力状态分析[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2002年04期

2 张秉鹤;陈剑平;;某特长公路隧道相对浅埋洞段岩爆机理初探[J];地下空间与工程学报;2006年06期

3 刘军强;施建仁;王水晶;冯光;;地应力测量在深埋长大隧道岩爆预测中的应用[J];地下空间与工程学报;2011年04期

4 侯靖;张春生;单治钢;;锦屏二级水电站深埋引水隧洞岩爆特征及防治措施[J];地下空间与工程学报;2011年06期

5 陈祥;祁小博;蔡新滨;沈宇鹏;;可拓综合评价方法在岩爆判别中的应用[J];北京交通大学学报;2009年01期

6 李元;王媛;张东明;刘健华;;锦屏水电站引水隧洞极强岩爆段TBM法施工措施研究[J];成都大学学报(自然科学版);2011年01期

7 赵延喜;李浩;;基于断裂力学及随机有限元的隧道岩爆风险分析[J];长江科学院院报;2011年06期

8 徐林生,李永林,程崇国;公路隧道围岩变形破裂类型与等级的判定[J];重庆交通学院学报;2002年02期

9 徐林生;卸荷状态下岩爆岩石力学试验[J];重庆交通学院学报;2003年01期

10 梁圣彬;阳文通;;岩爆形成的力学机理及施工防治浅谈[J];重庆建筑;2009年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 张建斌;段君奇;;大金坪引水隧洞围岩岩爆灾害预测[A];中国水力发电工程学会第四届地质及勘探专业委员会第一次学术交流会论文集[C];2008年

2 陈奇;李俊彦;张杰坤;王桂海;;地下水封石洞油库岩爆灾害预测评估——以某地下水封石洞油库实际工程为例[A];中国地质学会工程地质专业委员会、贵州省岩石力学与工程学会2005年学术年会暨“岩溶·工程·环境”学术论坛论文集[C];2005年

3 杜炜平;古德生;颜荣贵;;岩爆判定与隧道岩爆监控研究[A];新世纪岩石力学与工程的开拓和发展——中国岩石力学与工程学会第六次学术大会论文集[C];2000年

4 曹阳;杨伟忠;邓金灿;颜荣贵;;大厂矿区深井岩爆预测[A];岩石力学新进展与西部开发中的岩土工程问题——中国岩石力学与工程学会第七次学术大会论文集[C];2002年

5 张黎明;王在泉;贺俊征;任禀洁;;卸荷条件下岩爆机理的试验研究[A];第九届全国岩石动力学学术会议论文集[C];2005年

6 李宏;安其美;马元春;;深埋洞室地应力状态与岩爆相关性研究[A];第九届全国岩石动力学学术会议论文集[C];2005年

7 李宏;安其美;王海忠;毛吉震;;“V”型河谷区原地应力测量研究[A];第一届全国水工岩石力学学术会议论文集[C];2005年

8 张永双;熊探宇;王科;李德建;张春山;刘景儒;;造山带深埋隧道岩爆灾害预测途径的思考[A];第三届全国岩土与工程学术大会论文集[C];2009年

9 何满潮;贾雪娜;苗金丽;程骋;;岩爆机制及其控制对策实验研究[A];岩石力学与工程的创新和实践：第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年

10 史秀志;周健;董蕾;胡海燕;王怀勇;陈寿如;;未确知测度模型在岩爆烈度分级预测中的应用[A];第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 刘立鹏;锦屏二级水电站施工排水洞岩爆问题研究[D];中国地质大学（北京）;2011年

2 曾杰;深埋硬岩隧道围岩稳定性研究[D];重庆大学;2011年

3 杜晓丽;采矿岩石压力拱演化规律及其应用的研究[D];中国矿业大学;2011年

4 杜炜平;隧道开挖地质灾害规律与防治对策研究[D];中南大学;2001年

5 陈先国;隧道结构失稳及判据研究[D];西南交通大学;2002年

6 胡夏嵩;低地应力区地下洞室围岩稳定性研究[D];长安大学;2002年

7 陶志平;滑坡地段隧道变形机理及灾害预测和治理研究[D];西南交通大学;2003年

8 方建勤;地下工程开挖灾害预警系统的研究[D];中南大学;2004年

9 郭立;深部硬岩岩爆倾向性动态预测模型及其应用[D];中南大学;2004年

10 陈祥;黄岛地下水封石油洞库岩体质量评价及围岩稳定性分析[D];中国地质大学（北京）;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 黄满斌;深埋隧道岩爆机理与微震监测预警初探[D];大连理工大学;2011年

2 李素蓉;深部金属矿山地震活动特性及岩爆的支持向量机预测研究[D];中南大学;2011年

3 仵涛;秦岭终南山公路隧道运营通风系统组成及关键技术[D];长安大学;2010年

4 吴逸;大巴山隧道岩爆及大变形的综合集成预测研究[D];成都理工大学;2011年

5 高娟;公路隧道围岩破坏规律研究[D];西安科技大学;2011年

6 高崇霖;终南山高速公路隧道洞群稳定性评价[D];西安科技大学;2011年

7 王巍;终南山公路隧道岩爆发生机理研究[D];西安科技大学;2011年

8 杨海书;边坡滑坡与隧道相互作用测试及三维数值模拟研究[D];华侨大学;2011年

9 姜昌明;承德市伊茨梁隧道施工地质灾害防治研究[D];河北工业大学;2010年

10 范海波;鄂赣高速公路隧道岩爆预测与防治研究[D];华中科技大学;2010年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 谭以安;岩爆特征及岩体结构效应[J];中国科学(B辑 化学 生命科学 地学);1991年09期

2 陶振宇;;高地应力区的岩爆及其判别[J];人民长江;1987年05期

3 许东俊,章光,李廷芥,谭国焕,李启光,徐钺;岩爆应力状态研究[J];岩石力学与工程学报;2000年02期

4 杨涛,李国维;基于先验知识的岩爆预测研究[J];岩石力学与工程学报;2000年04期

5 蔡美峰,王金安,王双红;玲珑金矿深部开采岩体能量分析与岩爆综合预测[J];岩石力学与工程学报;2001年01期

6 谷明成,何发亮,陈成宗;秦岭隧道岩爆的研究[J];岩石力学与工程学报;2002年09期

7 李庶林,尹贤刚,郑文达,Cezar Trifu;凡口铅锌矿多通道微震监测系统及其应用研究[J];岩石力学与工程学报;2005年12期

8 李邵军;冯夏庭;张春生;李占海;周辉;侯靖;褚卫江;;深埋隧洞TBM开挖损伤区形成与演化过程的数字钻孔摄像观测与分析[J];岩石力学与工程学报;2010年06期

9 陈炳瑞;冯夏庭;肖亚勋;明华军;张春生;侯靖;褚卫江;;深埋隧洞TBM施工过程围岩损伤演化声发射试验[J];岩石力学与工程学报;2010年08期

10 陈炳瑞;冯夏庭;曾雄辉;肖亚勋;张照太;明华军;丰光亮;;深埋隧洞TBM掘进微震实时监测与特征分析[J];岩石力学与工程学报;2011年02期

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 徐佳;张勤;吴继敏;;功效系数法在确定岩体优势结构面中的应用[J];岩土工程学报;2008年04期

2 周莲君;彭振斌;何忠明;彭文祥;;结构面剪切特性的试验与数值模拟分析[J];科技导报;2009年04期

3 李永红;彭振斌;杨明;李俊;;三维锯齿型结构面直剪特性分析[J];科技导报;2009年11期

4 沈明荣;张清照;;规则齿型结构面剪切特性的模型试验研究[J];岩石力学与工程学报;2010年04期

5 司富安;贾国臣;高玉生;高义军;鞠占斌;;不均匀及不连续结构面抗剪强度模拟试验研究[J];水利水电技术;2010年02期

6 朱小明;刘博;王长柏;邹飞;莫振泽;;含二阶规则起伏体结构面的剪切试验研究[J];水文地质工程地质;2011年03期

7 李晓昭;周扬一;汪志涛;章杨松;郭亮;王益壮;;测量统计范围大小对结构面迹长估计的影响[J];岩石力学与工程学报;2011年10期

8 力兵;;压扭性结构面野外鉴定的几个特征[J];西北地质;1976年02期

9 刘继山;结构面力学参数与水力参数耦合关系及其应用[J];水文地质工程地质;1988年02期

10 郑开鄂;;论结构面概念和它的分类与命名[J];浙江国土资源;1992年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 杜时贵;程俊杰;王思敬;;岩体的基本构成——结构面和结构体[A];第六届全国工程地质大会论文集[C];2000年

2 吉锋;石豫川;冯文凯;;一种新型的结构面起伏形态测量工具——接触打孔器的研制[A];第三届全国岩土与工程学术大会论文集[C];2009年

3 吉锋;石豫川;冯文凯;;结构面质量分级体系及力学参数研究[A];第三届全国岩土与工程学术大会论文集[C];2009年

4 陈庆寿;何思为;;含两组结构面模型的超动态应变测试[A];第三届全国岩石动力学学术会议论文选集[C];1992年

5 孙强;李曼;杨继红;;西南某地结构面的右行形成机制[A];第十届全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2008年

6 张佳川;;节理岩体按结构面性质分区的聚类分析与模糊综合评判[A];全国第三次工程地质大会论文选集（下卷）[C];1988年

7 沈明荣;;不规则齿形结构面的力学特性研究[A];第二届全国青年岩石力学与工程学术研讨会论文集[C];1993年

8 沈俊;夏正中;;预锚结构面抗剪性能研究[A];重庆岩石力学与工程学会第一届学术讨论会论文集[C];1992年

9 张龙波;沈明荣;;结构面在加载和卸载条件下的强度特性研究[A];第八届全国工程地质大会论文集[C];2008年

10 陈沅江;吴超;傅衣铭;;软岩结构面流变特性研究[A];中国化学会、中国力学学会第九届全国流变学学术会议论文摘要集[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 林宁;岩体工程地质力学[N];中国矿业报;2007年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 赵家成;非连续结构面破坏过程试验研究[D];中国地质大学;2013年

2 杨明;岩体结构面力学特性及其锚固效应的数值计算研究[D];中南大学;2009年

3 吉锋;顺层边坡硬性结构面强度参数及工程技术研究[D];成都理工大学;2008年

4 赵宇飞;加锚结构面剪切特性及锚固岩体综合力学模型研究[D];中国水利水电科学研究院;2013年

5 孙书勤;峨眉山玄武岩结构面类型及其工程效应研究[D];成都理工大学;2011年

6 范雷;鄂西志留系裂隙砂岩岩体结构特征及其力学参数研究[D];中国地质大学;2009年

7 王小江;岩石结构面力学及水力特性实验研究[D];武汉大学;2013年

8 宋琨;花岗片麻岩体渗透特性及水封条件下洞库围岩稳定性研究[D];中国地质大学;2012年

9 何刘;交通工程边坡在振动力作用下行为特征研究[D];西南交通大学;2013年

10 黄磊;测线取样法引起的岩体结构面几何偏差纠正[D];中国地质大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 孔祥辉;结构面表面形态与力学性质相关性研究[D];长江科学院;2008年

2 刘颖利;规则锯齿状结构面受力变形过程模拟[D];辽宁工程技术大学;2009年

3 曾勰;关键结构面理论及其在地下矿山中的应用研究[D];广西大学;2014年

4 王蓬;节理岩体结构面网络模拟[D];同济大学;2008年

5 黄曼;岩石模型结构面的相似材料研制及力学可靠性研究[D];浙江大学;2012年

6 张承客;两条贯通结构面不同位置组合条件下洞室围岩变形规律分析[D];西安理工大学;2009年

7 王晓明;裂隙化岩体渗流特征及涌水量数值模拟[D];长沙理工大学;2010年

8 李若尧;确定性与随机性相结合结构面网络模型及围岩块体稳定性分析[D];南京理工大学;2013年

9 庞智成;基于高精度数字钻孔图像的岩体不连续面分析方法研究[D];中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所）;2007年

10 谭淑红;随机结构面三维网络模拟方法及系统研制[D];中国地质大学（北京）;2010年

，

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