隧道裂隙岩体结构信息解译与危石垮塌空间展布规律研究

摘要

裂隙岩体地下工程不同于有着比较明确数学模型的结构工程,作为一种非均质、非连续性介质,其最为凸显的特性即是岩体结构的不确定性,尤其是与开挖历程有密切关联的裂隙岩体隧道工程,所建数学模型分析结果均与工程实际出入较大。为此,充分考虑岩体裂隙的几何形态与展布特征,基于岩体智能分析多元解译系统实现岩体结构信息的自适应提取,耦合超前地质预报实现了断层影响区隧道裂隙网络模型多尺度精细构建;基于3DEC优化模型,开展隧道遭遇断层条件下其影响区内块体垮塌空间展布规律研究,对不同开挖循环内垮塌块体的形状、体积、数量等进行系统分析与数理统计;同时针对不同连通率、DFN密度与节理间距等敏感地质参数,通过108组仿真模拟,揭示不同岩体裂隙组合条件下隧道危石群的空间形态演化规律与响应特征。研究结果为裂隙岩体区域隧道及地下工程修建过程中危石垮塌灾害预测、临灾判识与防控治理提供了科学依据,具有重要理论意义和工程应用价值。