山岭隧道岩爆发生机理MTS试验研究
岩爆机理的试验研究
岩爆机理的试验研究
岩爆机理是地质勘探和岩土工程中常用的一种开采方法，是指采用爆破来开拓岩石的一种方法。
今天，我们要研究的是岩爆机理的试验研究。
岩爆机理的试验研究，是一项十分复杂的研究，取决于很多因素，如设计爆破剂量、爆破孔距以及岩石物理性质，当然也得考虑爆破效果的参数，包括爆破破碎程度、岩石粉碎精度等。
为了更好地掌握岩爆机理，并取得理想的效果，我们必须进行大量的试验研究，来检测岩爆机理的参数，得出合理的设计方案。
首先，我们要做的就是测量爆破剂量。
这是研究岩爆机理的核心内容，也是最重要的环节。
为了获得理想的爆破效果，必须根据岩石的性质来定制和确定爆破剂量，保证获得理想的爆破效果。
其次，我们要确定爆破孔距，这也是岩爆机理研究的重要环节。
根据不同的岩石性质来确定孔距，使爆破更加有效，也就是要求孔距不同，以达到最佳的爆破效果。
第三，我们要研究岩石物理性质，因为爆破剂量、孔距和爆破效果都受岩石性质的影响。
爆破剂量和孔距的最佳配置需要根据岩石的物理特性来确定，才能取得理想的爆破效果。
最后，我们要测试爆破效果，以评估岩爆机理的效果。
我们需要测试爆破破碎程度、岩石粉碎精度等参数，以衡量出爆破效果的好坏，并根据测试结果进行后续调整。
综上所述，岩爆机理试验研究引出了多项任务，包括测量爆破剂
量、确定爆破孔距、研究岩石物理特性以及测试爆破效果等。
这些任务必须经过大量试验研究，通过综合分析，才能得出合理的设计方案，从而取得最佳的爆破效果。
山岭隧道工程控制爆破技术探讨与应用 张昌桔1
山岭隧道工程控制爆破技术探讨与应用张昌桔1摘要：众所周知，由于不可控的自然条件或者人为因素的影响，隧道开挖一直是隧道工程施工中的重要环节和工程难点之一，目前隧道工程较多采用操作简单，成本低廉的爆破法进行施工开挖。
为减少爆破过程给隧道带来的不利影响，需在爆破过程中采取有效的控制爆破技术。
本文对制约爆破的因素、控制爆破振动技术以及爆破质量控制等因素对爆破效果产生的差异进行研究，探讨了隧道工程的控制爆破技术以及在相关工作中的应用。
关键词：隧道工程；控制爆破；挤压1、现有控制爆破技术1.1微差爆破技术微差爆破技术采用毫秒延时雷管进行控制爆破，最大优点在于能够控制爆炸产生的冲击波，将爆破出的岩石大小控制在同样的比例内，并且爆炸出的石块碎片落点相对的集中，方便施工清理，有效减少爆破失败的次数，提升爆破的效果。
1.2挤压爆破技术在需要爆破地区的前面，通过人工预留出一定数量的烟孔，这样可以有效地提高炸药的利用效率，并且将爆炸中的岩石质量进行改变的爆破技术就是挤压爆破技术。
主要优点是有效利用施工的时间，保证施工如期完成，并且减少爆破的次数。
因为在爆破的过程中岩石受到了二次的挤压冲击，破碎效果更好，不需要进行二次爆破。
1.3预裂爆破技术预裂爆破技术就是在施工区域人工开挖出一条裂缝，作为岩石与需要爆破的位置分裂线，用于围岩保护，防止爆破的冲击波伤害。
这种爆破方式需要的炮孔直径较小，增加了孔痕率，导致爆破效果受到很大的影响。
2、制约隧道工程实施爆破的主要因素2.1、地质条件岩石对爆破的影响主要体现在岩石的物理力学性质和地质构造两方面。
物理力学性质包括硬度、强度、弹性、韧性、脆性、密度等，当各层岩石性质差别较大时，爆破冲击能波削减，从而影响爆破效果；地质构造主要是层理、断层、节理、不整合断面等因素，岩层走向爆破漏斗的形成密切相关，而断层、裂隙等不良地质对爆破冲击能也有较强的消弱作用。
因此，隧道爆破前需要对地质条件进行勘察，如遇不利于爆破的岩层及地质构造时，应深入分析，根据具体情况，调整爆破参数，规避不利因素的影响，提升爆破质量。
岩爆的发生机理及防治措施
岩爆是高地应力地 区地下洞 室中围岩遭脆性 破坏时应变能突然释放造成 的一种动力失稳现象 ， 它是在具有 大量弹性应 变能储 蓄的硬质脆性岩体 内 ， 于洞 室 开挖 ， 应 力 分 异 ， 岩 应力 集 中 ， 由 地 围 在 围岩应力作 用下产生脆性 破坏 ，并伴随响声 和震 动 ， 消耗部 分弹性 应变能的同时 ， 在 剩余能量转化
岩爆 的发 生机 理及 防 治措施
赵 伟
（ 中铁五局集 团第一工 程有 限责任公 司 ， 湖南 长沙 ４ ０ ） １ １７ １
摘 要 ： 爆 是 隧道 主 要 地 质 灾 害之 一 ， 施 工 带 来 不 利 的 影 响 ， 岭 终 南 山 经 理部 在 岩爆 防 治 上作 了大 量 的探 岩 给 秦 索和尝试 ， 并取得 了明显的效果 ， 希望能为以后 的工程提供一些有益的参考。 关 键 词 ： 爆 ； 生机 理 ； 治措 施 岩 发 防 中 图 分类 号 ： ４５６ Ｕ ５ ． 文献标识码： Ａ 文 章 编 号 ：０ ６ ８３ （０７ ０ 一 Ｏ ９ ０ １０ — ９７ ２０ ） ３ Ｏ Ｏ — ３
由于岩爆对施工造成的危害极大 ， 如何避免和
１ 岩爆的 类型及特征
的， 也有粉末状的岩粉喷射。主要危害是弹射的岩
片伤人 ， 对机械设 备无多大影响。 １１ 爆炸抛射型 ．． ３ 有巨石抛射 ， 响如炮 弹 ， 声 抛石体 积几立方米 至数十立方米 ， 抛射距离数米 至二十米 ， 对机械 、 支 撑造 成 大 的破 坏 。 １ 岩爆的特征 ． ２
为 动 能 ， 岩 由 静 态平 衡 向 动 态失 稳 发 展 ， 成 岩 围 造
经调查研究发现 ， 岩爆在破坏断 面和弹射岩块
的几 何 特 征 、 学 特征 、 力 特 征 方 面 具 有 以下 特 力 动
深部高应力硬岩隧道围岩岩爆模拟试验及机理研究
风险评估
介绍围岩岩爆风险评估的方法和流程，包括危险源辨识、风险分析、风险评价等环节，以及在该工程中应用的具体措施和效果。
防控方案
针对该工程的特点，提出围岩岩爆的防控方案，包括设计措施、施工措施、加固措施等，并说明这些措施的作用和效果。
围岩岩爆风险评估与防控方案
介绍在该工程中应用的围岩岩爆监测预警系统，包括监测内容、监测方法、预警标准等，以及在该工程中的具体应用和效果。
讨论
针对模拟试验结果，提出了相应的工程建议措施，包括优化施工方案、加强围岩支护、降低围岩应力等，以预防和控制岩爆的发生。此外，还需要进一步研究围岩的物理和化学性质、地质构造等对岩爆的影响机制。
模拟试验结论与讨论
03
围岩岩爆机理研究
03
应力集中与松弛
隧道开挖过程中，围岩应力状态发生变化，导致应力集中和松弛现象的产生。
由于实验条件的限制，模拟试验中未能完全模拟实际工程中的复杂环境，如温度变化、地下水等因素的影响。
01
本研究可为深部高应力硬岩隧道施工提供理论支持和实践指导，有助于提高施工安全性。
工程应用前景与社会经济效益分析
02
通过围岩岩爆的机理研究和预测方法的研究，可以减少工程事故的发生，提高工程效益。
03
本研究还可为其他类似工程的围岩稳定性分析和防治提供参考，具有广泛的应用前景。
研究内容与方法
02
深部高应力硬岩隧道围岩岩爆模拟试验
1
模拟试验方法
2
3
使用与实际工程地质条件相似的材料进行模拟试验，以再现围岩的力学行为和岩爆现象。
相似材料模拟
利用计算机软件对围岩的应力分布、位移场、速度场等进行数值模拟，预测岩爆发生的可能性。
数值模拟
深埋长隧洞岩爆灾害机理及判据研究
岩爆灾害机理
岩爆灾害的产生机理主要是指岩石破裂的原因、过程和机制。在深埋长隧洞 施工过程中，岩爆灾害的主要原因是岩石承受的应力超过其强度极限，导致岩石 产生破裂。这种应力主要来源于地下水压、地质构造、岩石自重等多种因素。
岩爆灾害的破裂过程是指岩石从出现裂纹到破裂的全过程。这个过程可以分 为三个阶段：裂纹产生、裂纹扩展和破裂发生。在裂纹产生阶段，岩石内部由于 应力作用产生微小裂纹；在裂纹扩展阶段，微小裂纹逐渐扩展并连接成较大的裂 纹；当裂纹扩展到一定程度时，岩石发生破裂。
例如，对于不同地质条件下的岩爆灾害发生规律仍需进一步探讨；对于岩爆 灾害判据的准确性和可靠性还有待提高；对于岩爆灾害的防治措施还有待进一步 完善等。因此，未来的研究方向应包括：深入研究不同地质条件下岩爆灾害的发 生规律；探索更加准确和可靠的岩爆灾害判据；提出更加有效的岩爆灾害防治措 施等。
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深埋长隧洞岩爆灾害机理及判据研 究
01 引言
03 判据研究
目录
02 岩爆灾害机理 04 实验研究
引言
深埋长隧洞工程是指穿越山体或地下的长距离隧道工程，具有埋深大、施工 难度高、地质条件复杂等特点。在深埋长隧洞的施工过程中，岩爆灾害是一种常 见的重大安全问题，会对施工人员的生命安全和财产造成巨大威胁。因此，对深 埋长隧洞岩爆灾害机理及判据进行研究，对于预防和减轻岩爆灾害具有重要意义。
结论深埋长隧洞岩爆灾害是一种常见的重大安全问题，对施工人员的生命安 全和财产造成巨大威胁。ห้องสมุดไป่ตู้过对岩爆灾害机理及判据的研究，可以更加深入地了 解岩爆灾害的产生原因、过程和预测方法，为预防和减轻岩爆灾害提供重要的理 论支持和技术指导。虽然现在已经取得了一定的研究成果，但是仍然存在不足之 处和需要进一步深入研究的问题。
山岭隧道千枚岩地段的爆破设计
地下工程周边孔采用不耦 合装 药的 目的是为 了降低作
用在炮孔壁上的爆 炸压力 ， 定 不耦合 系数 时要求作 用在 确
炮孔壁上的压力小 于岩石 的抗 压强 度 ， 大于岩石 的抗拉 但
强度 。
２ １ 掏槽方式及 间距 的确定 ．
在 隧 道 开 挖 爆 破 中 ， 槽 爆 破 一 直 是 一 项 比 较 关 键 的 掏
作 用 在 炮 孔 壁 上 的 压力 为 ：
＝
爆破 技术 ， 掏槽 爆破 成 功与 否 ， 直接 决定 着爆 破开 挖 的效
果。结合现场实 际情 况 ， 该千 枚岩地 层隧道 围岩 采用 复式 垂直楔形掏槽 。对 于掏 槽眼来 说 ， 虽然一 般采 用大 间距 的
楔形掏槽 （ 口掏槽眼距可达到了 ５ 对 ｍ左右 ） 可达 到少 钻眼 ，
周边 眼的间距 和最小 抵抗 线要根 据岩 石的抗 爆 性、 炸 药性 能、 炮眼 直径 和装 药量 而定。一般情 况 下周边 眼 的间 距小 于其 它炮 眼的 间距 ， 小抵抗线 也要 相应 地减 小。一 最
般 周 边 眼 间距 取 Ｅ＝ ２ ７ ０ ３０～ ２ ｍｍ， 小 抵 抗 线 取 ＝５０～ 最 ０
Ｒ Ｃ也较 低… 。因此 ， 如何利用光面爆破技 术对此类 岩石进
一 ２ 一 ９１ ３ １‘ ０冉 １ １
５ 。 ９ ２ 【 一 一 一 一 一 １。 ５
行爆破参数 优化 ， 减轻爆破对 围岩的扰动 ， 维护 围岩 自身稳 定性 ， 隧道形成 良好的轮廓具有很 大的现实意义 。 使
【 关键词 】 围岩稳定性 ； 岩石定 向断裂爆破 ； 参数优化 【 中图分类 号】 Ｔ ７１９ Ｕ ５． 【 文献标识码 】 Ｂ 【 文章编号】 １ １ ６６ （ １）８ ０９ — ３ ０ — ８４ ２ ０ ０ — ０６ ０ ０ ０
山岭隧道衬砌结构震害机理研究
山岭隧道衬砌结构震害机理研究隧道工程是交通系统的重要组成部分，按其埋深主要分为浅埋隧道和山岭隧道（深埋）。
以往的经验认为山岭隧道不容易出现震害，因此相关的研究很少。
2008年汶川8.0级特大地震造成了震中附近的多座公路隧道受损严重，震后修复十分困难。
目前隧道衬砌结构震害机理成为学科发展的一个难点，严重制约了山岭隧道的抗震设计。
本文以阐明山岭隧道二次衬砌在地震作用下的力学模式和震害机理为目标，采用理论分析、振动台地震模拟实验以及有限元地震反应分析等方法开展系统研究，取得主要成果如下。
1）通过实地调查，详细描绘了都江堰至映秀高速公路沿线山岭隧道的地震受损情况。
统计结果显示，不良地质区间内无筋混凝土二次衬砌的震害比例最大。
2）用等效模拟法，探讨了衬砌拱顶背后存在空洞、地震波入射角度不同、地层条件突变的情况下隧道结构的受震机制。
指出了在地震作用下，衬砌拱顶背后存在空洞易导致拱顶区域向上脱开并发生整体式坍塌。
3）以龙溪隧道为原型，用振动台地震模拟实验研究了山岭隧道浅埋段内二次衬砌的地震响应规律。
模型试验再现了实际隧道的震害现象，地震输入的加速度峰值不同，衬砌关键部位的地震响应敏感程度亦不相同；试验验证了混凝土衬砌结构的极限压应变数值在450με左右。
4）对竖向地震作用下无筋混凝土衬砌和钢筋混凝土衬砌进行了振动台对比试验。
试验验证了无筋混凝土二次衬砌在地震时容易形成立即崩塌的极限破坏模式。
此外，本次试验首次证明了强烈的竖向地震作用是引发隧道衬砌的拱墙至拱脚外侧出现斜向开裂的主要原因。
由此建议，位于软弱破碎地层内的衬砌应在其横断面内双向布设最小配筋率为0.2%的受弯钢筋以提高结构延性，为隧道抗震设计提供了依据。
5）用有限元法分析了山岭隧道纵向的地震响应。
计算结果表明，在软硬地层交界处由地震引起隧道结构的纵向拉应力峰值远高于混凝土结构的极限抗拉强度，解释了隧道衬砌产生环向开裂的震害机理。
TSP及TEM结合法在隧道超前地质预报中的应用
国防交通工程与技术 ２０２１年１月 １９，（０１） 收稿日期：２０２０ ０８ ２０ 基金项目：贵州省交通科技项目（２０１８１２２０３２） 作者简介：菅永明（１９７０—），男，高级工程师，主要从事土木工程施工技术管理工作。
ｔ１２ｊｙｍ＠ｑｑ．ｃｏｍＴＳＰ及ＴＥＭ结合法在隧道超前地质预报中的应用菅永明（贵州紫望高速公路建设有限公司，贵州安顺５６０８００）摘 要：隧道超前地质预报的方法有多种，但每种方法都有一定的不足，单一的预报方法难以得到满意的结果。
为提高预报精度，基于开挖面揭示围岩情况，在紫云隧道地质超前预报中采用ＴＳＰ与瞬变电磁法相结合的方法准确预报了开挖面前方富水地质体的存在。
工程实践表明，采用多种手段相互印证的方法，可以有效提高预报结果的准确性，从而指导隧道安全施工。
关键词：岩溶隧道；超前地质预报；ＴＳＰ法；瞬变电磁法（ＴＥＭ）犇犗犐：１０．１３２１９／ｊ．ｇｊｇｙａｔ．２０２１．０１．０１８中图分类号：Ｕ４５２．１１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７２ ３９５３（２０２１）０１ ００７６ ００４近年来，我国交通事业持续快速发展，隧道工程数量越来越多，施工难度和施工风险越来越高，各种施工事故不断出现［１］。
岩溶隧道施工中的涌水、涌泥、坍塌等施工风险则更为突出，对施工人员及设备安全产生巨大威胁。
为有效减少隧道施工中的地质灾害，在长大风险隧道施工中，超前地质预报是隧道施工中必不可少的环节，有效促进了隧道信息化施工、灾害防治和安全保障工作［２］。
超前地质预报就是采用地质及物探方法对隧道开挖面前方的岩体中节理裂隙发育情况、溶洞及其充填、断层破碎带及其富水性隧道等不良地质体进行预报，提示技术人员采取相应的应对技术措施，避免隧道涌水、涌泥、围岩大变形及坍塌等地质灾害的发生。
目前国内外用于隧道地质超前预报的主要物探方法有ＴＳＰ法、瞬变电磁法、地质雷达、电测法、陆地声纳法等［３］。
由于物探方法自身的特点与不足，在隧道施工中采用单一方法预报存在各自局限性，在预报不良地质体的存在与否、空间位置和规模大小等方面往往与实际开挖情况存在较大的偏差，要提高预报的准确性和可靠性，就必须采用多种方法进行相互补充和相互印证［４ ５］。
岩爆的形成机制分析
岩爆的形成机制分析岩爆的形成机制十分复杂，搞清岩爆的形成机制，对隧道设计、施工、预测和防治至关重要。
4.6.2.1岩爆的形成机制岩爆的形成机制，一般可从以下几个方面进行研究：1、现场岩爆的详细观测及观测结果的分析，找出其规律性。
2、岩体及岩石性质试验分析，其中包括单轴抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比、点荷载强度、岩石弹性能量指数、岩石蠕变特性、岩石应力—应变全过程曲线、多轴应力下的强度等。
3、岩爆的室内模拟实验、应力及应变状态的分析等。
4.6.2.2岩爆的形成条件及影响因素1、地层岩性条件从地层岩性上看，并不是所有岩石都会产生岩爆，根据大量的现场调查发现，岩爆都是发生在新鲜完整、质地坚硬、性脆、抗压强度较高、没有或很少有裂隙的岩层中，如花岗岩、片麻岩、混合片麻岩等。
那些结构松散、弹性模量小、抗压强度低、含水量高的岩石是不易发生岩爆的。
从能量观点出发，上述岩石具有良好的储能条件。
这是通过分析岩石的全过程应力—应变关系解释这一现象的，并用岩石弹性能量指数W ET作为衡量岩爆产生的岩性条件，W ET越大，岩爆的可能性越大。
所谓弹性能量指数是指岩石加载过程岩石积蓄的弹性应变能与岩石破坏时耗散的弹性应变能之比值。
2、地应力条件从地形图可以看出，南吉顶沟高程900米，线路前进方向右侧高程1500米，左侧高程1200米，假设将隧道放大至左侧坡面切线方向，则隧道左侧荷载为零，右侧承受一偏压荷载P。
从力学上分析，隧道偏压存在剪切应力，最大剪切应力发生在右侧拱顶至拱脚位置，隧道开挖后造成应力重分布，在围岩应力重分布调整过程中形成岩爆。
现场岩爆发生位置恰在拱脚至拱顶位置，证明了地应力是岩爆发生的主要3从现场实际调查研究发现，隧道开挖后的应力状态与岩爆密切相关。
洞室开挖后在掌子面和洞壁附近的围岩容易产生应力集中，最大环向应力σθ出现在距掌子面1倍洞径附近，最大轴向应力σx出现在掌子面附近。
岩爆发生的地点一般都在掌子面2倍洞径左右的地段，持续时间4小时左右，烈度和频率与掌子面的距离增大而逐渐降低。
铁路隧道TBM破碎岩石机理及破岩力影响因素研究
铁路隧道TBM破碎岩石机理及破岩力影响因素研究
黄仟
【期刊名称】《江苏建筑职业技术学院学报》
【年(卷),期】2024(24)1
【摘要】为了解决TBM盘形滚刀破碎的问题,提高滚刀的破岩效率,以新建兰州至
重庆铁路西秦岭隧道作为研究案例,通过数学物理方法求解滚刀在岩体受压破坏阶
段和剪切破坏阶段的破岩力,并分析滚刀几何参数和岩体力学参数对破岩力的影响。
研究结果表明,不同刀刃半角的盘形滚刀破岩力随贯入度均呈现明显的非线性增加
后趋于收敛的趋势,盘形滚刀破岩力随着刀刃半角的增加而增加,刀刃半角超过12°时,滚刀破岩力急剧增加;在刀盘每转贯入度<2 mm时,盘形滚刀的破岩力随贯入度
增加呈非线性增加,而刀盘每转贯入度≥2 mm后,则呈线性增加;内聚力对盘形滚刀
破岩力的影响与内摩擦角规律一致。
【总页数】6页(P26-31)
【作者】黄仟
【作者单位】中铁十八局集团隧道工程有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU45
【相关文献】
1.节理倾角对岩石隧道掘进机破岩特性影响的数值研究
2.TBM滚刀破岩机理与影
响因素数值模拟研究3.复合岩层中隧道轴线和岩层走向平行、垂直时TBM滚刀破
岩机理研究4.地应力对TBM滚刀破岩力影响室内试验研究5.巷道掘进运动过程破岩力影响因素研究分析
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TBM破岩机理及刀圈改形技术研究_李亮
文章编号:1001-8360(2000)S0-0008-03T BM破岩机理及刀圈改形技术研究李 亮, 傅鹤林(长沙铁道学院科学研究处,长沙 410075)摘 要:通过地应力对破岩影响的分析,对T BM破岩机理进行了研究,着重考虑了岩石破裂角对破岩效果的影响。
在刀圈荷载一定的条件下,为提高破岩效果可以针对不同的岩石采用不同的刀圈外形。
结合秦岭隧道的工程实际,提出了提高工作效率的刀圈改形方案。
关键词:T BM;破岩机理;刀圈改形中图分类号:U455.6 文献标识码:ARock breaking mechanism by TBM and modification to pan knife ringLI Liang, FU He-lin(Science Research Dep t.,Changs ha Railway Univer sity,C han gsha410075,Chin a)Abstract:T he effect o f earth pressur e to r ock breaking is studied.T he principle of rock breaking mechanism by TBM is discussed and the action o f ro ck breaking angle is emphasized.Efficiency of rock breaking can be increased by using proper pan knife for differ ent rock sedim entary w hen the thrust of machine is a constant.A modification o f pan knife is pr ovided for using in Qinling tunnel.Keywords:TBM;ro ck breaking mechanism;modification of pan knife 为了提高我国铁路隧道的装备水平和参与国际竞争的能力,铁道部从德国Wir th公司引进了两台TBM 掘进机在中国最长的秦岭隧道(18.4km)投入使用。
当金山隧道岩爆发生及防控数值模拟
当金山隧道岩爆发生及防控数值模拟李新臻;杜守继;马宏章;翟宏波【摘要】在隧道施工中,岩爆地质灾害已成为一个亟待解决的突出难题.本文运用ABAQUS有限元分析软件建立二维数值模型,根据隧道开挖后围岩的应力状态,对可能发生的岩爆地段和具体部位作出预测,并分析了岩爆防控措施的防控效果.结果表明:当金山隧道在穿越较大埋深的Ⅱ、Ⅲ级围岩时可能会发生中强岩爆和弱岩爆;岩爆部位多集中于拱顶和拱脚部位;围岩软化和初期支护等措施对防控岩爆均有一定效果.【期刊名称】《低温建筑技术》【年(卷),期】2016(038)006【总页数】4页(P96-99)【关键词】铁路隧道;岩爆预测;岩爆防控;数值模拟【作者】李新臻;杜守继;马宏章;翟宏波【作者单位】上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,上海200040;上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,上海200040;中铁十七局集团有限公司敦格铁路项目部,甘肃敦煌73600;中铁十七局集团有限公司敦格铁路项目部,甘肃敦煌73600【正文语种】中文【中图分类】TU457岩爆是处于高地应力区的地下工程在开挖过程中或开挖完毕后，硬脆性围岩因开挖卸荷发生脆性破坏，储存于岩体中的弹性应变能突然释放产生爆裂松脱、剥落、弹射甚至抛掷现象的一种动力失稳地质灾害[1]。
当前我国越来越多的铁路隧道建设在地质条件复杂、初始地应力高的大埋深地区。
高地应力引起的岩爆地质灾害破坏性强、危害性大，对岩爆进行有效预测和防控成为隧道施工亟待解决的巨大难题[2]。
国内外学者在岩爆类型、岩爆烈度和岩爆发生机理等方面进行大量研究，提出了多种预测岩爆的方法。
基于岩爆发生机理建立的岩爆判据被广泛用于预测岩爆的发生，其中，依据强度理论建立的岩爆判据研究相对成熟，主要包括Russense判据、Hoek判据、陶振宇判据、二郎山判据等[3]，见表1。
表1本文应用有限元分析方法，综合分析多种岩爆判据的预测结果，对当金山铁路隧道岩爆发生地段作出预测，并分析相关防控措施在岩爆地段的防控效果，为高寒地区特长深埋隧道岩爆地段的建设提供参考。
山岭浅埋隧道爆破地震波传播规律现场试验研究
山岭浅埋隧道爆破地震波传播规律现场试验研究我国75%左右的国土是山地或者重丘。
随着高等级公路的发展,山岭公路隧道的规模日益扩大。
从根除道路病害和保护自然环境的角度看,建设高等级公路隧道是未来发展趋势。
本文通过提取国内外相关文献的信息,阐述工程爆破震动效应的研究现状和存在问题,阐述钻爆基本理论与技术,通过麒麟山大跨度小净距超浅埋且上覆110KV高压转角电塔的隧道工程爆破震动现场试验及利用Matlb7.1自行编程对试验数据分析,着力研究爆破震动波的传播规律。
利用麒麟山隧道工程爆破开挖不仅形成空洞而且形成空洞的先后次序不同,选择左线左侧导洞已开挖,左线右侧导洞正在开挖,其余部分没有开挖的特殊工况下,在横断面地表布置测点进行爆破震动现场试验。
主要得到以下研究成果：(1)满足隧洞爆破效果的前提下,通过掏槽区分段爆破减少最大段装药量,可大幅减弱震动强度,减震前后最大振动速度比为2/3；通过讨论得出,掏槽区、崩落取、周边区爆破时均可能引发最大爆破振动速度,掏槽区爆破并不一定引发最大震动强度,震动强度除了与自由面情况有关外,还与装药量等因素有关。
(2)爆破时空洞正上方具有震动放大效应而离爆源较远处空洞一侧具有震动缩小效应。
离爆源水平距离12m处空洞正上方地表测点最大振动速度是对称个存在空洞地表测点的1.50-1.60倍,离爆源水平距离24m处存在空洞一侧地表测点最大振动速度是对称不存在空洞地表测点0.54-0.71倍。
存在空洞的地段不符合萨道夫斯公式给出的衰减规律,而不存在空洞地段可以利用萨道夫斯公式进行强度预测,且存在空洞的地表测点振动速度比不存在空洞对称测点大,说明空洞上部地表震动有放大作用,而离爆源较远的空洞一侧测点振动速度比不存在空洞对称测点小,说明空洞具有截波减震的作用。
(3)分别选择萨道夫斯基经验公式、修正后日本常用公式、美国矿业局经验公式对爆破衰减规律描述,并进行比较分析,发现萨道夫斯基经验公式和修正后日本常用公式可很好的描述不存在空洞地段地表震动波的传播规律,线性相关系数均达0.98,而美国矿业局经验公式描述时线性相关系数仅为0.83。
岩暴发生机理及防治方法
岩暴发生机理与治理方法摘要：岩爆是深埋长大隧道的主腹地质灾害之一，目前基于岩暴发生机理和治理方式国内外专家都提出了很多理论方式，但用于生产实践时都碰到或多或少的问题。
内外相关文献资料的基础上，笔者通过两年多来在岩爆洞段的施工体会，并查阅国对岩爆的发生机理和防治计谋进行探讨。
关键词：深埋长隧道断裂型岩爆应力型岩爆水胀式锚杆爆破应力释放孔一、岩暴发生机理岩爆是高地应力地域岩石地下工程中的一种常见灾害。
它常常表现为声响、片状剥落、严峻照片帮和岩爆性的坍塌，有的伴的声响及岩片弹射、能量猛烈释放、洞室豁然破坏，往往给人员、机械设备和建筑的平安带画庞大的损失。
在地下洞室的修建进程中，由于开挖使地应力从头散布，围岩应力集中，在洞壁平行于最大初始应力σ1的部位，切向应力梯度显著增大，洞壁受压致使垂直洞壁方向产生张应力。
这种应力的作用不断增强，第一产生环向的张裂或劈裂，进而发生剪切破坏。
一旦岩块被剪断，且又具有较高的剩余能量时，致使岩块发生弹射，完成弹性势能到动能的转换，形成岩爆。
岩爆的发生有外部和内部两方面的缘故。
其外因在于：岩体中蓄存有高地应力，专门是地下洞室的开挖改变了岩体内存的力学环境，其内因是岩石矿物结构密度、坚硬度较高，一样发生岩爆的岩石单轴弄压强度均在120Mpa以上，内因和外因同时成立是即发生岩爆。
二、岩爆的分类依照对辅助洞1000多米的岩爆洞段的观看分析，可将岩爆划分为应力型岩爆和断裂型岩爆，应力型岩爆要紧发生在围岩结构完整，无贯穿性结构面的岩层中，岩石的主应力达到40%岩石单轴抗压强度以上，岩爆表现形式以片状剥落为主，并伴有声响及岩片弹射，一样破坏性不大；断裂型岩爆要紧发生在岩石结构完整，并伴有贯穿性结构面或断层的岩体中，岩体的应力要紧集中在贯穿性结构面周围，往往岩体内的最大主应力大于或接近岩石单轴抗压强度，要紧表现形式为突发性的震动，并伴有强烈的响声，在有相交结构面的围岩中往往还因岩爆震动引发大规模的坍塌，破坏性较大。
乌鞘岭隧道破碎段岩体的受力机理分析研究的开题报告
乌鞘岭隧道破碎段岩体的受力机理分析研究的开题报告一、选题背景及意义隧道工程在其建设过程中会面临各种复杂的地质条件，其中岩体的破碎是影响隧道稳定性和施工效率的重要因素之一。
乌鞘岭隧道位于地质条件复杂的山区，同时，其所处的构造带和岩层的性质也较为复杂，因此隧道的岩体破碎问题就显得特别重要。
本研究旨在通过对乌鞘岭隧道破碎段岩体的受力机理进行分析研究，探究岩体破碎的形成机理及其对隧道稳定性产生的影响，以期为隧道的施工和运营提供科学依据。
二、研究目标与内容1. 研究目标本研究的主要目标是探究乌鞘岭隧道破碎段岩体的受力机理，分析其形成机理和对隧道稳定性的影响，为隧道施工提供科学依据和技术支持。
2. 研究内容（1）岩体受力机理分析通过对乌鞘岭隧道破碎段岩体的构造特征进行分析，探究其受力机理，包括岩体的应力分布、应变状况、岩层破裂发生的力学原因等。
（2）岩体破碎机理分析分析乌鞘岭隧道破碎段岩体的岩层性质、构造变形及围岩应力特征，探究岩体破碎的机理。
并辅以数值模拟方法，以验证分析的正确性。
（3）岩体破碎对隧道稳定性的影响分析定量分析岩体破碎的影响范围和程度，并结合实际施工条件，探讨其对隧道稳定性的影响。
三、研究方法和技术路线1. 研究方法本研究主要采用岩体力学、地质力学和数值模拟等方法，对乌鞘岭隧道破碎段岩体的受力机理进行分析研究。
2. 技术路线（1）野外调查和实验室试验通过野外现场考察和实验室试验，获取岩体的物理力学参数，以支持后续模型的建立和模拟计算。
（2）数值模拟采用3D有限元模拟软件建立隧道及其围岩的有限元模型，进行力学分析和数值模拟计算。
（3）数据处理和结果分析对模拟得到的数据进行处理和分析，定量评估岩体破碎对隧道稳定性的影响，并提出建议和措施以提高隧道的稳定性和施工效率。
四、预期成果通过本研究，预计可以：1. 探究乌鞘岭隧道破碎段岩体的受力机理和破碎机理，提供可靠的科学依据和技术支持；2. 分析岩体破碎对隧道稳定性的影响，并提出相应的建议和措施；3. 对岩体力学和地质力学方面的研究提供新的思路和研究方法。
岩爆形成机理研究
文章编号:1000-582x(2001)02-0115-03岩爆形成机理研究徐林生1,2,王兰生1(1.成都理工学院工程地质研究所,成都 610059;2.同济大学岩土所,上海 200092) 摘 要:岩爆是高地应力区地下工程洞室开挖施工中常见的一类动力失稳地质灾害现象。
作者根据川藏公路二郎山隧道和雅砻江锦屏二级水电站引水隧洞勘探中的岩爆实例调研,详细地描述了岩爆破坏的几何形态特征,并通过岩爆岩石断口扫描电镜分析和岩爆岩石力学测试等研究,总结出岩爆形成的力学机制主要有压致拉裂、压致剪切拉裂、弯曲鼓折(溃屈)等3种基本类型。
关键词:扫描电镜分析;岩爆岩石力学测试;岩爆形成力学机制 中图分类号:TD231.1 文献标识码:A 岩爆是高地应力条件下地下洞室开挖过程中,因开挖卸荷引起周边围岩产生径向应力σr降低、切向应力σθ增高的应力分异作用,储存于硬脆性围岩中的弹性应变能突然释放且产生爆裂松脱、剥离、弹射甚至抛掷性等破坏现象的一种动力失稳地质灾害。
它直接威胁施工人员、设备的安全,影响工程进度,已成为世界性的地下工程难题之一。
根据国内外研究现状[1],笔者将岩爆烈度划分为轻微、中等、强烈、剧烈4级(表1),其中σθ/Rb的对应关系是经实例测试总结所得。
表1 岩爆烈度分级简表岩爆烈度级别轻微岩爆中等岩爆强烈岩爆剧烈岩爆主要分级依据围岩表层有爆裂脱落、剥离现象,内部有噼啪、撕裂声响;σθ/Rb≈0.3～0.5;对施工影响较小爆裂脱落、剥离现象较严重,有弹射,可听见清脆的爆裂声,有一定持续时间,影响深度可达1m±;σθ/Rb≈0.5～0.7;对施工有一定影响强烈的爆裂弹射,有似机枪子弹射击声,岩爆具延续性,并向围岩深部发展,影响深度可达2m±;σθ/Rb≈0.7～0.9;对施工影响较大剧烈的爆裂弹射甚至抛掷,有似炮弹巨响声,岩爆具突发性,并迅速向围岩深部发展,影响深度≥3m±;σθ/Rb≈0.9～1;严重影响甚至摧毁工程 注:Rb为洞壁岩石单轴抗压强度(M Pa) 川藏公路二郎山隧道是九·五期间正在施工的我国埋深最大的最长公路隧道,主洞全长4160m、最大埋深达760多米,处于深埋高地应力环境条件下;该隧道穿越碳酸盐岩-碎屑岩建造的志留系、泥盆系单斜地层和11条断层,地质条件较为复杂,其中高地应力与岩爆问题是其主要工程地质问题之一,迄今施工过程中已发生多次烈度不等的岩爆现象。
深埋高地应力TBM隧道岩爆发生机理研究
深埋高地应力TBM隧道岩爆发生机理研究
杨腾杰;高新强;王立川;薛永庆;孔超;樊浩博;朱正国;赵静波
【期刊名称】《国防交通工程与技术》
【年(卷),期】2024(22)3
【摘要】为分析高地应力隧道岩爆发生机理,以西南山区某新建TBM隧道为工程背景,通过室内岩石力学试验分析围岩基本力学特性,然后基于弹性力学理论建立板裂屈曲岩爆的力学失稳模型,最后通过离散元UDEC软件对隧道岩爆演化过程进行分析。
结果表明:①隧道围岩满足发生岩爆的岩性条件,岩爆倾向性为中等~强烈;②拱顶板裂屈曲岩爆可视为围岩板裂结构在水平切向应力作用下断裂失稳所导致,劈裂岩体厚度为岩爆主要影响因素;③隧道开挖卸荷后洞壁围岩开裂剥离弹射破坏主要是张拉破坏造成。
为保障隧道施工安全提供理论依据。
【总页数】7页(P18-23)
【作者】杨腾杰;高新强;王立川;薛永庆;孔超;樊浩博;朱正国;赵静波
【作者单位】石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室;石家庄铁道大学土木工程学院;河北省交通工程结构力学行为演变与控制重点实验室;中铁十八局集团有限公司;西南科技大学土木工程与建筑学院
【正文语种】中文
【中图分类】U458
【相关文献】
1.深埋高地应力硬岩隧道岩爆机理及防治研究
2.超长深埋高地应力TBM隧道修建关键技术
3.深埋特长公路隧道高地应力区岩爆倾向判别研究
4.大凉山地区深埋高地应力公路隧道岩爆机理及防治对策
5.深埋高地应力TBM隧道挤压大变形及其控制技术研究
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节理发育隧洞岩爆发生机理研究
节理发育隧洞岩爆发生机理研究
闫苏涛;涂齐亮;钟传江;朱志辉;吴春成
【期刊名称】《高速铁路技术》
【年(卷),期】2018()S02
【摘要】岩爆是隧道施工中一个难点,现阶段对岩爆的研究很多,但都是基于完整围岩,对裂隙发育隧道岩爆研究较少,裂隙围岩岩爆和完整围岩岩爆发生机理不同,常规的岩爆预测方法和治理措施并不适合裂隙发育隧道。
本文依托拉林铁路项目岗木拉山隧道,采用室内试验、现场观测等手段,对裂隙发育隧洞的岩爆机理进行了深入的研究,总结出裂隙发育隧洞岩爆过程主要经过张裂、剪切、失稳三个阶段。
用Hoek-Brown准则把岩石强度进行了折减,考虑了结构面对岩石强度的影响,在此基础上对常规的岩爆预测方法和防治措施进行了修正和改进,新的预测方法和防治措施彻底解决了现场岩爆问题,保证了隧道施工安全。
【总页数】4页(P100-103)
【关键词】裂隙;岩爆机理;岩爆预测;防治措施
【作者】闫苏涛;涂齐亮;钟传江;朱志辉;吴春成
【作者单位】中铁十七局集团有限公司,太原030006;中国铁路总公司拉林铁路建设总指挥部,林芝860000;中国铁路青藏集团有限公司,西宁810000
【正文语种】中文
【中图分类】U451.2
【相关文献】
1.基于3DEC的多节理岩体岩梁失稳机理研究 [J], 刘丹
2.谈小断面隧洞二云母片岩节理发育段的爆破方法 [J], 崔科星
3.软硬岩互层、节理裂隙发育破碎岩体工程边坡锚索施工技术研究 [J], 李家富;丁国泰;孙君
4.节理岩体中隧洞围岩的损伤破坏机理 [J], 马天辉;张文东;徐涛
5.断续节理岩体的TBM滚刀破岩机理研究 [J], 翟淑芳; 曹世豪; 冯永; 高萌
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钻爆法山岭隧道修建技术发展与展望
钻爆法山岭隧道修建技术发展与展望
洪开荣;刘永胜;潘岳
【期刊名称】《现代隧道技术》
【年(卷),期】2024(61)2
【摘要】随着山岭隧道向着“高、深、大、长”发展,钻爆法修建技术已逐渐无法适应当前隧道的建设需求。
针对钻爆法山岭隧道修建技术的发展现状和面临的挑战,从建造理论、施工技术、装备配套和环境保障方面,全面回顾了钻爆法技术发展的历程,系统总结了当前钻爆法隧道的技术现状,揭示了钻爆法施工目前存在的技术瓶颈和行业痛点,并对钻爆法山岭隧道修建技术未来的发展趋势进行了展望,以期为山岭隧道钻爆法技术未来的发展提供参考。
【总页数】13页(P67-79)
【作者】洪开荣;刘永胜;潘岳
【作者单位】中铁隧道局集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U455.41
【相关文献】
1.关于确立我国钻爆法修建山岭铁路隧道的标准施工方法的建议
2.山岭隧道掘进机法与钻爆法的比较
3.山岭隧道钻爆法开挖的一些建议措施
4.铁路山岭隧道钻爆法关键技术发展及展望
5.山岭隧道矿山法(钻爆法)施工开挖作业面机械四次排危法关键技术及应用研究
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预应力钢束 的用 量 ， 减少底 板预 应力 钢束 下崩力 ； 强 了底 板 防 加 崩钢筋 的设置 。
参考文献 ：
５ ５ 箱 梁合 龙段 的施 工 ．
１ 桥 Ｍ］ 北京 ： 民交通 出版社 ，９６ 人 １９ ． 箱梁 的合龙是控 制全桥受力状况 和线形 的关键 工序 ， 因此 箱 ［ ］ 范立础． 梁工程 ［ ． ２ 高墩 大跨 连续刚构桥 ［ ． Ｍ］ 北京 ： 民交通 出版社 ， 人 梁的合龙顺序 、 合龙温度 和工艺都必须 严格控 制 。合龙 段 的施 工 ［ ］ 马保林． 应尽量安排在 日照造成 的箱梁 上 、 下缘 温差 小 的季节 （ 温度 比 或
温养护 ， 混凝 土达 到强度后应尽快张拉预应力 。
２ｏ ０１．
３ 丁作常． 赫章特 大桥 方案设 计 ［］ 山西建筑 ， １， Ｊ． ２ ０ ０ 较稳定 的时间 ） 进行 。合龙 段浇 筑后 应加 强箱 梁 的覆 盖 ， 浇水 降 ［ ］ 杨光强 ，
在众 多因素中 ， 地应力条件 和地层岩性 是产生岩 爆 的决 定性
只有具备这两个条件 才有 可能发生 岩爆 。另外 应力集 中是 隧道或洞室群 的岩石爆 破开挖 。毫无疑 问，１世纪必然 出现 大 因素 ， ２ 即地应 力影 响程度 最大 ， 同 时不可 但 量 隧道工程 ， 必然 带来 长大 隧道 的增 多 。 。一般 来说 ， 。 山岭 隧道 主导岩爆 发生的 主要 因素 ， 忽略其他因素 的影响 ， 特别是地下水的作用 。 地 质条件较 复杂 ， 围岩极 有 可能发 生岩 爆并 诱发 动力 灾 害 ， 了 为 控制和节 约工程投资 、 优化 设计 、 证安全 施工 ， 隧道 围岩稳定 ２ 研 究背 景 保 对 针 对某山岭隧道施工过程 中的岩爆现象进行 了取样 ， 在室 内 性及岩爆 问题进行研究是 十分必要的 。 性 变形 曲线 ， 以尽 可能消除非弹性变 形和获得标高控制 的数 据。 合龙 时要 求施工控 制单位 、 理单位 、 监 施工 单位 做好 充分 准
关键词 ： 爆 ， 害 ， 岩 灾 隧道 ， 理 机 中图 分 类 号 ：４ ５ ６ Ｕ ５ ． 文 献标 识 码 ： Ａ
０ 引言
随着我 国国 民经济 的快速发展 和采掘 技术 的进步 ， 国内的隧 道工程建设 得到 了突飞猛进 的发 展 ， 主要表现 在隧道 长度 的不断
岩爆 是影响公路隧道安全施 工的重 要灾 害之一 ， 岩爆发生机 理与治理技术研究是影 响隧道施工安全 的关键技术 问题 之一。本 文的研 究对 隧道工程的安全施工具有十分重要的工程实践意义 。
６ 结语
预应 力｝ 凝土连续 刚构是 高速 公路 大跨径 桥梁 中最 常 见 的 昆 紧密结合 ， 做好各项 参 数和数 据 的实验 和采 集 ， 做到 准确 的控 制 桥型 ， 其外形简 洁 、 力 明确 、 受 施工方 法成 熟及 造价低 、 后期 养护 分析和调整 ， 确保箱 梁 受力状 态 和线性 控 制在允 许 范围 内 ， 梁 费用少等优点使其 与其 他桥 型相 比有较 大 的竞 争优 势 。随着我 箱 合龙时相对 高度误差不得大 于 １ｃ 轴线偏差不 得大于 １ｃ ｍ， ｍ。
第３ ７卷 第 ２ １期
・
１ ８・ ７
２０ １１ 年 ７ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＮＸＩ ＡＲＣＨＩ Ｅ Ｔ ＨＡ Ｔ Ｃ ＵＲＥ
Ｖ０ ｜ Ｎｏ． ｌ３７ ２１
Ｊ１ ２ １ ｕ． ０１
文章编号 ：０ ９６ ２ ２ １ ） １０ ７ －３ １０ －８ ５（０ ２ — １ ８ ０ １
山岭 隧 道 岩爆 发 生 机 理 Ｍ Ｓ 验 研 究 Ｔ 试
王德 勇
摘 要： 以某 山岭 隧道 工程 为依托 ， 以岩爆 问题 为研 究主线 ， 开展 了山岭隧道岩爆机理等试验研 究， 并针 对试验 结果进行
了分析 ， 出了一 些有 现 实指导意义的 结论 ， 得 以确保 隧道 工程 的安全施工。
国高速公路建设 的蓬勃发展 ， 对预应力 混凝土连续 刚构 的要求 也 在不断提高 。本设计在 总结 同类 已建桥梁 经验 的基础上 ， 针对 变
５ ４ 边跨 现 浇段 的施 工 ．
边 跨现浇段在托架上一 次浇筑完成 ， 托架 应进行 预压 以确保 截面 连续梁 桥在施 工过程 中底板 混凝 土下崩及 运营 阶段 出现的 安全 和消除非 弹性 变 形 ， 按实 测 的 弹性 变 形量 和 施工 控 制要 箱梁裂缝等 问题 ， 并 设计 中采用 了以下措 施 ： 当减少 了跨 中底 板 适 求， 确定立模标 高和预拱度 。 现浇段底模安装 时应按 要求在过渡墩顶安设 支座。
增加 和埋深 的不断增大 。高地应力工 程或者 深部工程 的高应 １ 岩 爆诱 发条 件 引起岩爆 的原因很 多 ， 响因素 非常复 杂 ， 影 与地应力 状况 、 地 力作用 给地下工程设计 和施工提 出了新的挑 战 ， 同时也 给岩 石 但 埋深 、 岩体 结构 、 地下水 与开挖断 面的大小 、 形状 、 开挖 方 力学 的发展带来 了机 遇。近年 来在 实施 西部 大开 发 和西 电东送 层岩性 、 的战略背景下 ， 正在兴 建 或待建 的包 括 小湾 、 洛渡 、 布 沟 、 溪 瀑 拉 法等诸多 因素有关 。 西瓦、 锦屏 等一大批大型水 电站 工程均涉 及高应力 条件下 的地 下
各悬 臂施工梁段要 求一 次浇 筑完 成 ， 论在 浇筑 阶段 、 篮 备 ， 无 挂 严格控制合龙程序 。保证合龙段不 发生过大 的不平 衡荷 载及
移 动或拆除 阶段 ， 均需保持对称平 衡施工 ， 在特 殊情 况下 ， 一侧 仅 变 位 。
容 许超重 ２ 。 ０ｔ 应重视箱梁 的施 工观测和控制 ， 按有关 要求 与科研试 验项 目