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水工程地质缺陷常用加固技术中的岩爆防治方法

【摘要】:轻微的岩爆仅剥落岩片,无弹射现象。表2.5岩爆烈度表岩爆发生的应力条件。表2.6水工程界采用的岩爆判断准则**又称“陶振宇判则”。见钟云光,徐成光.岩爆预测与防治方法述评.矿冶,2005;或见陶振宇.高地应力区的岩爆及其判别.人民长江,1987

(1)岩爆的概念与分类。岩爆是指岩体中聚积的弹性变形能在地下工程开挖中突然猛烈释放,使岩石爆裂并弹射出来的现象。轻微的岩爆仅剥落岩片,无弹射现象。严重的可测到4.6级的震级,一般持续几天或几个月。

岩爆通常分为四类(见表2.4)。

表2.4 岩爆分类表

(2)岩爆烈度。我国岩爆烈度见表2.5。

表2.5 岩爆烈度表

(3)岩爆发生的应力条件。在有岩爆倾向的岩体中进行地下工程施工时,高的地应力使岩体聚集较高的应变能,在满足一定的条件时导致岩爆的发生。根据国内一些工程统计,地应力场中最大主应力σ1与单轴抗压强度σc满足以下关系时有可能发生岩爆:

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地下工程施工过程中,开挖卸载使围岩应力重新分布,σγ和σθ按一定的比例同步上升,洞壁上σγ=0,岩爆在σγ和σθ上升的过程中发生。此时控制洞室稳定的主导因素为洞室的切向应力σθ,据研究结果,切向应力σθ与岩石单轴抗压强度σc间满足以下关系时有可能发生岩爆:

由式(2.1)与式(2.2)可知,以及大量实验研究结果表明:岩性控制岩爆发生,最终的压剪破裂比张拉破裂具有较大的冲击力,可以认为岩爆的产生是脆性岩石压剪应力诱发[5]

(4)岩爆识别判断准则。在我国,识别与判断岩爆的方法主要沿用但改进了的(挪威)巴顿法,即根据围岩应力(实质上是原位地应力)中的最大主应力(σ1)与该岩石单轴抗压强度(σc)的比值来确定(表2.6)。

表2.6 水工程界采用的岩爆判断准则*

*又称“陶振宇判则”。见钟云光,徐成光.岩爆预测与防治方法述评.矿冶,2005(2);或见陶振宇.高地应力区的岩爆及其判别.人民长江,1987(5)