秦岭公路隧道2号竖井地应力与岩爆分析.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004—9665／2010／18(3)一0407．06秦岭公路隧道2号竖井地应力与岩爆分析徐士良①②崔振东③(①安徽建筑工业学院岩土工程系合肥230022)(②同济大学地下建筑与工程系上海200092)(③中交隧道工程局有限公司北京100011)摘要秦岭公路隧道2号竖井主要位于混合片麻岩地层中，高地应力和岩爆是该竖井的主要工程技术难题。根据竖井的工程地质资料和邻近工程水压致裂法地应力测试结果，采用三维有限元法对竖井工程区域内的初始应力场进行反演回归分析研究：竖井地应力存在较大的水

2、平地质构造应力，地应力分区分布，水平地应力最高达到28．7MPa，垂直地应力基本受岩体自重控制。在地应力场分析的基础上，利用陶振宇岩爆判据对竖井进行岩爆预测，竖井岩爆为轻微或中等类型；并采用脆性岩体的常偏应力准则，模拟分析竖井岩爆破坏区的深度，岩爆区最大深度为0．6m。通过与竖井开挖后岩爆状况进行比较，结果表明反演得到的竖井地应力和岩爆分析是合理的。关键词隧道竖井地应力有限元岩爆中图分类号：U455．22文献标识码：AANALYSISOFIN．SITUGEo．STRESSANDRoCKBURSTATNo．2VENTI．LATIoNSHAFTTUN

3、NELoFQINLINGHIGHWAYTIELXUShiliang①②CUIZhendong~((~)DepartmentofGeotechnicalEngineering，AnhuiInstituteofArchitectureand￡，Hefei230022)((~DepartmentofGeotechnicalEngineering，TongfiUniversity，Shanghai200092)(③ChinaTunnelConstructionEngineeringCompanyLtd，Being100011)AbstractTheNo．

4、2ventilationshaftofQinlinghighwaytunnelismainlylocatedinthemixedgneissstratum．Themaintechnicalproblemsencounteredintheshaftexcavationarehighin—situgeo-stressandrockburst．Thepaperexaminedtheengineeringgeologyoftheshaftandthegeo-stressmeasurementresultsofnearbyengineeringbyhy--

5、draulicfracturingmethod．Then，thegeo-stressfieldintheshaftareaiscalculatedandregressedwith3Dfiniteele-mentmethod．Itisshownthatthegeo—stressintheshaftareahasahighhorizontalgeologicalstructurestressandislydistributedinzones．Themaximumhorizontalgeo—stressis28．7MPa．Theverticalgeo—

6、stressiscontrolledbyweightofrockmass．Basedonthegeo—stressfield，therockburstpredictionintheshaftismadeaccordingtotheTaoSrockburstcriteria．Thedepthofrockburstfailureareaisestimatedwiththeconstant—deviatoric—stress—criterionofbrittlerockmass．Theresultsshowthattherearehighpossibi

7、litiesofoccurringweakandmoderaterockbursts．111emaximumdepthoffailureis0．6minthesurroundingrocksoftheshaft．Theresultsfromthegeo．stressandrock．●一burstanalysisarewellcomparedwiththeactualsituationsofrockburstsaftershaftexcavation．KeywordsTunnelshaft，Geo．stress，Finiteelementmetho

8、d，Rockburst，Casestudyl收稿日期：2009—04-23；收到修改稿日期：2009-08-08．第一作者简介：徐士良，