基于弹性应变能特征的岩爆危险性预测研究

摘要

深部岩体开挖会引起围岩弹性应变能释放,是岩体破坏的诱因之一。依托草果山隧道,开展多次地应力测试,采用基于最小二乘法的线性回归方法,考虑构造应力进行地应力反演,采用数值模拟手段,研究了隧道开挖过程中弹性应变能的分布特征,建立弹性应变能与岩爆等级的对应关系,并对现场岩爆进行预测。研究结果表明:隧道开挖会引起掌子面及其前方3 m范围内围岩弹性应变能下降,掌子面前方4~10 m范围内围岩弹性应变能增大;引起拱顶、拱脚和拱底区域弹性应变能增大,影响范围为1~2倍洞径;岩爆预测结果与实际开挖中岩爆发生情况基本相符,研究成果对深埋隧道设计和施工具有借鉴意义。