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    基于地應(yīng)力和巖體強(qiáng)度的巖爆預(yù)判

    2018-10-31 01:26:24徐俊帥徐金明涂齊亮
    關(guān)鍵詞:巖爆預(yù)判單軸

    徐俊帥,徐金明, 2,涂齊亮

    (1.上海大學(xué)土木工程系,上海 200444;2.上海大學(xué)文化遺產(chǎn)保護(hù)基礎(chǔ)科學(xué)研究院,上海 200444;3.中鐵十七局集團(tuán)有限公司,山西 太原 030006)

    巖爆是高地應(yīng)力條件下儲(chǔ)存于硬脆性圍巖中的彈性應(yīng)變能突然釋放且產(chǎn)生爆裂脫落、剝離、彈射甚至拋擲性等破壞現(xiàn)象的一種地質(zhì)災(zāi)害。巖爆預(yù)判工作,是高地應(yīng)力區(qū)進(jìn)行隧道工程設(shè)計(jì)和施工的重要基礎(chǔ)。

    目前,實(shí)際工程通常以巖石單軸抗壓強(qiáng)度為基礎(chǔ)來預(yù)判巖爆,并且取得了很多成果。BARTON等[1]以巖石強(qiáng)度與地應(yīng)力的比值作為巖爆等級(jí)的判別指標(biāo);陶振宇[2]提出了基于巖石單軸抗壓強(qiáng)度和最大地應(yīng)力之比的巖爆判據(jù);RUSSENES[3]以隧洞最大切向應(yīng)力與巖石單軸抗壓強(qiáng)度之比作為巖爆等級(jí)的判別基礎(chǔ);谷明成等[4]提出了巖爆發(fā)生的綜合判據(jù);張鏡劍等[5]移除了陶振宇和谷明成判據(jù)中的不合理部分,提出了修改的谷明成-陶振宇巖爆判據(jù);蔡美峰等[6]采用多種巖爆判斷準(zhǔn)則分析了玲瓏金礦發(fā)生巖爆的可能性;呂慶等[7]結(jié)合不同巖爆判別準(zhǔn)則對(duì)蒼嶺隧道進(jìn)行了巖爆預(yù)判;蔡美峰等[8]采用多種準(zhǔn)則與數(shù)值模擬對(duì)三山島金礦進(jìn)行了巖爆預(yù)判;康勇等[9]采用多種巖爆判據(jù)和有限元數(shù)值模擬對(duì)筆架山隧道進(jìn)行了巖爆判定;劉軍強(qiáng)等[10]采用Russenes判據(jù)和Turchaninov判據(jù)對(duì)西周嶺隧道進(jìn)行了巖爆綜合預(yù)判;徐士良等[11]結(jié)合陶振宇判據(jù)對(duì)秦嶺公路隧道2號(hào)豎井進(jìn)行巖爆預(yù)判;王慶武等[12]利用修改后的谷明成-陶振宇判據(jù)進(jìn)行了隧道巖爆的預(yù)判;吳德興等[13]認(rèn)為,Russenes判據(jù)比較符合隧道巖爆的實(shí)際情況。

    但是,巖爆的發(fā)生,不僅取決于巖石強(qiáng)度,與巖體結(jié)構(gòu)和巖體強(qiáng)度更是密切相關(guān)。目前,根據(jù)巖體結(jié)構(gòu)計(jì)算巖體強(qiáng)度的Hoek-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則,得到了廣泛認(rèn)可。HOEK等[14]給出了巖體類型、巖體質(zhì)量指標(biāo)和巖體強(qiáng)度的非線性經(jīng)驗(yàn)關(guān)系;HOEK等[15]通過巖石三軸試驗(yàn)資料和巖體試驗(yàn)成果的統(tǒng)計(jì)分析,得到了巖塊和巖體破壞時(shí)極限主應(yīng)力之間的關(guān)系式;HOEK等[16]提出了廣義 Hoek-Brown 強(qiáng)度準(zhǔn)則;EBERHARDT[17]認(rèn)為,Hoek-Brown 強(qiáng)度準(zhǔn)則對(duì)于大多數(shù)巖體都可使用、是直接估算巖體性質(zhì)的一種方法;劉寧等[18]認(rèn)為,地質(zhì)強(qiáng)度指數(shù)(Geological Strength Index, GSI)對(duì)巖爆形成具有比較明顯的影響;朱合華等[19]總結(jié)了Hoek-Brown 強(qiáng)度準(zhǔn)則的工程應(yīng)用成果。

    以巖石強(qiáng)度-最大地應(yīng)力之比為基礎(chǔ)進(jìn)行巖爆預(yù)判,結(jié)果與實(shí)際情況往往存在一定差別;而實(shí)際巖爆不僅取決于地應(yīng)力狀態(tài)和巖石強(qiáng)度,與巖體結(jié)構(gòu)、施工擾動(dòng)情況也密切相關(guān)。本次研究中,地應(yīng)力狀態(tài)使用空心包體應(yīng)力解除法測(cè)定,巖石強(qiáng)度采用室內(nèi)單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)獲得,巖體結(jié)構(gòu)根據(jù)實(shí)際情況、采用GSI來表征,巖體強(qiáng)度使用廣義Hoek-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算,根據(jù)實(shí)際施工情況和巖爆情況研究基于地應(yīng)力和巖體強(qiáng)度的巖爆預(yù)判準(zhǔn)則,這對(duì)隧道工程施工和巖爆防治措施確定都具有重要的參考價(jià)值。

    1 地應(yīng)力的測(cè)定

    1.1 工程背景

    地應(yīng)力測(cè)定位置為我國西部某鐵路隧道施工現(xiàn)場(chǎng)。工程所處地區(qū)氣候極端惡劣,山脈呈南北向縱貫延展、地勢(shì)起伏較大,區(qū)域性大斷裂和活動(dòng)斷裂較發(fā)育,地震活動(dòng)頻繁,構(gòu)造地應(yīng)力較高,節(jié)理較發(fā)育。隧道附近巖質(zhì)堅(jiān)硬,巖體較為完整,地應(yīng)力水平較高,存在發(fā)生巖爆的可能性。

    1.2 地應(yīng)力測(cè)試

    地應(yīng)力測(cè)試采用空心包體應(yīng)力解除法。測(cè)試時(shí),用地質(zhì)鉆機(jī)鉆取直徑為130 mm的大孔,大孔上傾3°~5°,從大孔孔底鉆打直徑為36 mm的同心小孔,小孔成形后用干毛巾把小孔擦干擦凈并配置黏結(jié)劑,黏結(jié)劑攪拌均勻后,把黃油均勻涂抹在定向儀上,用砂紙打磨空心包體應(yīng)力計(jì)外表,向應(yīng)力計(jì)內(nèi)腔倒入黏結(jié)劑,用安裝桿將應(yīng)力計(jì)送入鉆孔之中。安裝過程要控制在20分鐘以內(nèi)、以免影響膠體的流動(dòng)性。

    膠體完全凝固后,測(cè)量鉆孔的傾角和方位、孔口的位置(大地坐標(biāo))和安裝角。解除應(yīng)力計(jì)時(shí),用YJZ-16+型智能數(shù)字應(yīng)變儀采集數(shù)據(jù),用KJ327-F型礦山壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接收數(shù)據(jù),將帶有應(yīng)力計(jì)的完整巖芯放進(jìn)圍壓率定儀,給巖芯逐步施加圍壓、采集應(yīng)變、求出有效彈性模量和泊松比。

    本文以14個(gè)現(xiàn)場(chǎng)地應(yīng)力測(cè)點(diǎn)作為分析對(duì)象,使用其中10個(gè)測(cè)點(diǎn)資料進(jìn)行實(shí)際巖爆情況、傳統(tǒng)方法預(yù)判結(jié)果與改進(jìn)方法預(yù)判結(jié)果的對(duì)比,以其余4個(gè)測(cè)點(diǎn)資料來驗(yàn)證本文改進(jìn)方法的正確性。10個(gè)測(cè)點(diǎn)最大地應(yīng)力的測(cè)試結(jié)果見表1。表1還列出了巖石單軸抗壓強(qiáng)度的室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果。

    表1 不同測(cè)點(diǎn)的最大地應(yīng)力和巖石單軸抗壓強(qiáng)度Table 1 The maximum geostress and uniaxial compression strength at different measuring locations

    表中,σmax為最大地應(yīng)力,σci為巖石單軸抗壓強(qiáng)度。

    2 巖爆傾向性預(yù)判

    2.1 巖爆發(fā)生的實(shí)際情況

    10個(gè)測(cè)點(diǎn)發(fā)生巖爆后的外觀情況如圖1所示。

    圖1 不同測(cè)點(diǎn)發(fā)生巖爆后的外觀情況Fig.1 Appearances after rock bursts at different measuring locations

    下面以測(cè)點(diǎn)1為例,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)巖爆情況進(jìn)行分析。測(cè)點(diǎn)1所處區(qū)域巖質(zhì)比較堅(jiān)硬,巖體較為完整,地溫和構(gòu)造地應(yīng)力較高,處于區(qū)域性大斷裂和活動(dòng)斷裂發(fā)育地帶,構(gòu)造裂隙和卸荷風(fēng)化裂隙發(fā)育,節(jié)理間距多在2~4 m。隧道施工時(shí)有較大的巖塊迅猛飛出,巖塊的尺寸較大、數(shù)量較多,巖爆坑穴呈連續(xù)分布、影響深度達(dá)2 m以上,圍巖出現(xiàn)大面積的開裂失穩(wěn),現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)聽到強(qiáng)烈的爆裂聲音。測(cè)點(diǎn)1巖爆為強(qiáng)烈等級(jí)。

    根據(jù)巖爆發(fā)生的實(shí)際情況確定了10個(gè)測(cè)點(diǎn)的巖爆等級(jí),確定結(jié)果如表2所示。

    表2 不同測(cè)點(diǎn)巖爆等級(jí)的現(xiàn)場(chǎng)判定結(jié)果Table 2 Field rock burst grades at different measuring locations

    2.2 使用傳統(tǒng)方法的巖爆預(yù)判結(jié)果

    工程實(shí)踐多使用傳統(tǒng)方法進(jìn)行巖爆預(yù)判。傳統(tǒng)方法通常以巖石強(qiáng)度-最大地應(yīng)力之比為基礎(chǔ),對(duì)應(yīng)的巖爆預(yù)判準(zhǔn)則如表3所示。

    表3 傳統(tǒng)方法中基于巖石強(qiáng)度-地應(yīng)力比的巖爆等級(jí)預(yù)判Table 3 Rock burst grades using strength-geostress ratio of rock in traditional estimation method

    表中,巖爆判別適用于完整~較完整的中硬和堅(jiān)硬巖體、無地下水活動(dòng)的地段;Rc為巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度/MPa,σmax為最大地應(yīng)力/MPa。

    根據(jù)空心包體應(yīng)力解除法得到的最大地應(yīng)力、室內(nèi)單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)得到的巖石強(qiáng)度,使用巖石強(qiáng)度-最大地應(yīng)力之比得到了不同測(cè)點(diǎn)的巖爆分級(jí)結(jié)果(表4)。為便于對(duì)比,表4還列出了現(xiàn)場(chǎng)巖爆的觀測(cè)結(jié)果。

    從表4可以看出,使用巖爆預(yù)判的傳統(tǒng)方法、基于巖石強(qiáng)度-最大地應(yīng)力比來預(yù)判巖爆,預(yù)判結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)情況相差較大。

    表4 基于巖石強(qiáng)度-地應(yīng)力比的不同測(cè)點(diǎn)巖爆等級(jí)預(yù)判結(jié)果Table 4 Rock burst grades at different measuring locations using strength-geostress ratio of rock

    2.3 巖爆預(yù)判方法的改進(jìn)

    傳統(tǒng)巖爆等級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn)中,強(qiáng)度應(yīng)力比法中的強(qiáng)度通常指巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度;但實(shí)際工程中巖爆出現(xiàn)與否和巖體結(jié)構(gòu)及相應(yīng)巖體強(qiáng)度有很大關(guān)系。因此,下面對(duì)傳統(tǒng)方法進(jìn)行改進(jìn),將巖體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和相應(yīng)巖體強(qiáng)度大小用于巖爆預(yù)判之中。

    研究時(shí),巖體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使用地質(zhì)強(qiáng)度指標(biāo)GSI來表征。在確定其它相關(guān)參數(shù)(如巖體擾動(dòng)程度系數(shù)、巖石單軸抗壓強(qiáng)度)基礎(chǔ)上,使用廣義Hoek-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則來計(jì)算巖體強(qiáng)度,進(jìn)而使用巖體強(qiáng)度-最大地應(yīng)力比作為巖爆預(yù)判指標(biāo)、提出基于巖體強(qiáng)度的巖爆預(yù)判方法。

    2.3.1地質(zhì)強(qiáng)度指標(biāo)GSI的確定

    Marinos-Hoek[20]法確定地質(zhì)強(qiáng)度指標(biāo)GSI(表5),可以充分考慮巖體結(jié)構(gòu)特征、巖體風(fēng)化狀況和巖體節(jié)理表面特征,較好地反映了實(shí)際情況。

    表5中,在巖體結(jié)構(gòu)特征方面,完整或大塊結(jié)構(gòu)表示完整巖樣或大塊原巖,幾乎沒有不連續(xù)面;塊狀結(jié)構(gòu)表示很好的鑲嵌狀未擾動(dòng)巖體,有三組相互正交的不連續(xù)面切割,巖塊呈立方體狀;碎塊狀結(jié)構(gòu)表示鑲嵌狀部分?jǐn)_動(dòng)巖體,有四組或更多組不連續(xù)面切割形成棱角狀巖塊;塊狀或擾動(dòng)結(jié)構(gòu)表示有多組不連續(xù)面相互切割,形成棱角狀巖塊,且經(jīng)歷了褶曲和(或)斷層活動(dòng);離散結(jié)構(gòu)表示巖塊間相互鑲嵌作用很差,巖體極度破碎,呈混合狀,或由棱角狀和渾圓狀巖塊組成;剪切狀或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)表示沒有塊體,由薄弱的褶曲層或剪斷面相互疊合。在巖體風(fēng)化狀況和巖體節(jié)理表面特征方面,很好表示表面非常粗糙、新鮮、未風(fēng)化;好表示粗糙、輕微風(fēng)化、表面有鐵銹;一般表示光滑、弱風(fēng)化或蝕變;差表示有鏡面擦痕、強(qiáng)風(fēng)化,有密實(shí)的膜覆蓋或有棱角狀碎屑填充;很差表示有鏡面擦痕、強(qiáng)風(fēng)化,有軟黏土膜或黏土填充。

    表5地質(zhì)強(qiáng)度指標(biāo)的估算(Marinos和Hoek[20])
    Table5Theestimationofgeologicalstrengthindex

    (fromMarinosandHoek[20])

    表中,“N/A”表示在這個(gè)范圍內(nèi)不適用。

    本次研究使用Marinos-Hoek法來計(jì)算GSI。下面以測(cè)點(diǎn)1為例,簡要說明使用Marinos-Hoek法確定GSI的過程。測(cè)點(diǎn)1所處區(qū)域構(gòu)造裂隙和卸荷風(fēng)化裂隙發(fā)育,構(gòu)造裂隙組合常呈“X”型分布,節(jié)理一般延伸不遠(yuǎn),裂隙寬1~10 mm,最大寬度為15 mm,多呈微張及半張開狀,局部可見充填物,節(jié)理間距多在2~4 m。據(jù)此,將測(cè)點(diǎn)1的GSI取為58。

    10個(gè)測(cè)點(diǎn)GSI的確定結(jié)果見表6。

    表6 不同測(cè)點(diǎn)地質(zhì)強(qiáng)度指標(biāo)的確定結(jié)果Table 6 Geological strength index at different measuring locations

    2.3.2其他相關(guān)參數(shù)的確定

    其它相關(guān)參數(shù)主要包括與巖體擾動(dòng)程度、巖石單軸抗壓強(qiáng)度有關(guān)的參數(shù)。

    巖體擾動(dòng)程度系數(shù)D的確定:D與巖體遭受的擾動(dòng)(如爆破、巖體開挖、巖體卸荷等)有關(guān)??紤]到本工程爆破和開挖對(duì)隧道巖體擾動(dòng)的實(shí)際情況,將所有測(cè)點(diǎn)的D統(tǒng)一取為0.5。

    巖石單軸抗壓強(qiáng)度σci的確定:各測(cè)點(diǎn)巖石的單軸抗壓強(qiáng)度由室內(nèi)單軸壓縮試驗(yàn)確定(結(jié)果見前述表1)。

    2.3.3基于Hoek-Brown準(zhǔn)則的巖體強(qiáng)度計(jì)算

    Hoek和Brown(2002)在分析Griffith理論的基礎(chǔ)上,根據(jù)巖石三軸試驗(yàn)和巖體試驗(yàn)成果的統(tǒng)計(jì)分析,研究了巖塊和巖體破壞時(shí)極限主應(yīng)力之間的關(guān)系,得到了廣義Hoek-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則。在廣義Hoek-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則中,巖體強(qiáng)度采用下式計(jì)算:

    σ1=σ3+σci[mb(σ3/σci)+s]α

    (1)

    mb=mi+exp[(GSI-100)/(28-14D)]

    (2)

    s=exp[(GSI-100)/(9-3D)]

    (3)

    α=0.5+[exp(-GSI/15)-exp(-20/3)]/6

    (4)

    σcm=σcisα

    (5)

    式中,σ1、σ3——是巖體破壞時(shí)的最大、最小有效主應(yīng)力(壓應(yīng)力為正)/MPa;

    σci——完整巖塊單軸抗壓強(qiáng)度/MPa;

    mb——考慮巖體結(jié)構(gòu)的mi折減值;

    mi——反映巖石軟硬程度的經(jīng)驗(yàn)參數(shù);

    s——反映巖體破碎程度的經(jīng)驗(yàn)參數(shù),取值范圍為0~1,對(duì)完全破碎巖體s取0,對(duì)完整巖體s取1;

    α——反映巖體特征的經(jīng)驗(yàn)參數(shù);GSI為巖體的地質(zhì)強(qiáng)度指標(biāo);

    D——反映外界因素對(duì)原位巖體擾動(dòng)程度的參數(shù),取值范圍為0~1,對(duì)未擾動(dòng)巖體D取0,對(duì)完全擾動(dòng)巖體D取1;

    σcm——巖體單軸抗壓強(qiáng)度/MPa。

    10個(gè)測(cè)點(diǎn)巖體強(qiáng)度σcm的計(jì)算結(jié)果見表7。

    表7 不同測(cè)點(diǎn)巖體強(qiáng)度的計(jì)算結(jié)果Table 7 Rock mass strength at different measuring locations

    2.3.4基于巖體強(qiáng)度的巖爆預(yù)判

    不同測(cè)點(diǎn)巖體強(qiáng)度-最大地應(yīng)力之比的計(jì)算結(jié)果見表8。表8還列出了現(xiàn)場(chǎng)巖爆等級(jí)的實(shí)際觀測(cè)情況。

    根據(jù)表8,輕微巖爆對(duì)應(yīng)的巖體強(qiáng)度和最大地應(yīng)力比值為0.185 0,中等巖爆對(duì)應(yīng)的比值分別為0.073 8、0.076 2、0.090 5、0.106 8、0.149 7,強(qiáng)烈?guī)r爆對(duì)應(yīng)的比值分別為0.023 6、0.037 8、0.042 4、0.049 9,由這些數(shù)據(jù)可得巖體強(qiáng)度-最大地應(yīng)力比與巖爆等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系(圖2)。

    表8 不同測(cè)點(diǎn)巖體強(qiáng)度-最大地應(yīng)力比的計(jì)算結(jié)果Table 8 Calculation results of ratios of rock-mass-strength to maximum field geostress at different measuring locations

    圖2 巖體強(qiáng)度-最大地應(yīng)力比與巖爆等級(jí)的關(guān)系Fig.2 The relation between rock burst grade and ratio of rock-mass-strength to maximum field geostress

    由圖2可知,巖體強(qiáng)度-最大地應(yīng)力比值較大時(shí)巖爆情況較輕,較小時(shí)巖爆情況較重??梢允褂萌龡l水平線y=0.149 7、y=0.073 8、y=0.023 6將巖體強(qiáng)度-最大地應(yīng)力比值大小分成4個(gè)區(qū)域、分別為>0.149 7、0.073 8~0.149 7、0.023 6~0.073 8、<0.023 6,對(duì)應(yīng)巖爆等級(jí)分別為輕微巖爆、中等巖爆、強(qiáng)烈?guī)r爆、劇烈?guī)r爆。為方便工程應(yīng)用,界限值只保留兩位小數(shù),4個(gè)區(qū)域分別變?yōu)?0.15、[0.07,0.15]、[0.02,0.07]、<0.02。據(jù)此得到基于巖體強(qiáng)度-最大地應(yīng)力比的巖爆預(yù)判方法(表9)。表9中,Rcm為巖體強(qiáng)度,單位為MPa;σmax為最大地應(yīng)力,單位為MPa。

    表9 基于巖體強(qiáng)度-最大地應(yīng)力之比的巖爆預(yù)判指標(biāo)Table 9 The rock burst estimation index based on ratio of rock-mass-strength to maximum field geostress

    2.3.5巖爆預(yù)判指標(biāo)準(zhǔn)確性的驗(yàn)證

    為說明上述巖爆預(yù)判指標(biāo)的可靠性,取另4個(gè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證。4個(gè)驗(yàn)證點(diǎn)發(fā)生巖爆后的外觀情況如圖3所示。

    圖3 4個(gè)驗(yàn)證點(diǎn)發(fā)生巖爆后的外觀情況Fig.3 Appearances at 4 verification locations after rock bursts

    使用傳統(tǒng)方法,得到基于巖石強(qiáng)度-最大地應(yīng)力比的4個(gè)驗(yàn)證點(diǎn)巖爆分級(jí)預(yù)判結(jié)果(表10)。

    表10 基于巖石強(qiáng)度-地應(yīng)力比的4個(gè)驗(yàn)證點(diǎn)巖爆等級(jí)預(yù)判結(jié)果Table 10 Estimations of rock burst grades at 4 verification locations using ratio of rock-strength to geostress

    使用本文方法,得到4個(gè)驗(yàn)證點(diǎn)的巖體強(qiáng)度-最大地應(yīng)力比(表11)。

    表11 巖體強(qiáng)度-最大地應(yīng)力比的計(jì)算結(jié)果Table 11 Calculation results of ratios of rock-mass-strength to maximum field geostress at 4 verification locations

    根據(jù)表11和表9,得到4個(gè)驗(yàn)證點(diǎn)的巖爆預(yù)判結(jié)果(表12)。表12也列出了4個(gè)驗(yàn)證點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)結(jié)果和傳統(tǒng)方法預(yù)判結(jié)果。

    表12 基于巖體強(qiáng)度-地應(yīng)力比的4個(gè)驗(yàn)證點(diǎn)巖爆等級(jí)預(yù)判結(jié)果Table 12 Estimations of rock burst grades at 4 verification locations using ratio of rock-mass-strength to geostress

    由表12可以看出,使用基于巖石強(qiáng)度-最大地應(yīng)力比的傳統(tǒng)方法來預(yù)判巖爆,預(yù)判結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)情況有較大差別;使用本文提出的基于巖體強(qiáng)度-最大地應(yīng)力之比的巖爆預(yù)判方法,預(yù)判結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)結(jié)果一致。這說明,巖爆預(yù)判時(shí)僅僅考慮巖石強(qiáng)度而不考慮巖體結(jié)構(gòu),不符合實(shí)際情況,不能有效地進(jìn)行巖爆預(yù)判;基于巖體強(qiáng)度-最大地應(yīng)力之比的巖爆預(yù)判方法,能夠較好地反映巖體結(jié)構(gòu),預(yù)判結(jié)果與實(shí)際情況一致,可以用于巖爆預(yù)判。

    3 結(jié)論

    本文使用空心包體應(yīng)力解除法測(cè)定地應(yīng)力,使用廣義Hoek-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則計(jì)算巖體強(qiáng)度,提出了基于巖體強(qiáng)度-最大地應(yīng)力之比的巖爆預(yù)判準(zhǔn)則,將本文方法預(yù)判結(jié)果與基于巖石強(qiáng)度-最大地應(yīng)力比的傳統(tǒng)方法預(yù)判結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果表明:

    (1)使用廣義Hoek-Brown準(zhǔn)則計(jì)算巖體強(qiáng)度,不僅可以反映巖體結(jié)構(gòu)特征,還能較好反映開挖擾動(dòng)、巖體風(fēng)化和節(jié)理外觀等方面的實(shí)際情況;

    (2)使用巖石強(qiáng)度-最大地應(yīng)力比的巖爆預(yù)判傳統(tǒng)方法、預(yù)判結(jié)果與實(shí)際情況差別較大,使用本文提出的巖體強(qiáng)度-最大地應(yīng)力比巖爆預(yù)判方法、預(yù)判結(jié)果與實(shí)際情況一致;

    (3)使用巖體強(qiáng)度-最大地應(yīng)力比進(jìn)行巖爆預(yù)判時(shí),輕微、中等、強(qiáng)烈、劇烈?guī)r爆對(duì)應(yīng)的巖體強(qiáng)度-最大地應(yīng)力比分別為>0.15、0.07~0.15、0.02~0.07、<0.02。

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