深埋隧洞钻爆法开挖围岩损伤区特征声波检测及颗粒流模拟

摘要

钻爆法开挖隧洞会在洞室周边形成损伤区，在损伤区内声波波速会出现衰减。利用声波对锦屏深埋钻爆法开挖隧洞进行全断面损伤检测，检测结果证明应力集中区对损伤区的分布和范围有较大的影响，根据检测结果可以将损伤区分为内损伤区和外损伤区，在内损伤区内声波波速有明显的衰减，进入外损伤区内时，声波波速逐渐增加直至恢复到原岩中的波速水平。内损伤区紧邻开挖面，主要为爆破损伤引起的张开裂纹，而外损伤区则更依赖于应力的大小和分布，而不是开挖方式。最后利用颗粒流程序PFC（Particle Flow Code）对开挖损伤区进行了模拟，结果证实了内外损伤区的存在且与实际的检测结果比较吻合。本文的研究成果对声波波速的解译和支护优化设计有指导作用。