钻爆施工条件下岩溶隧道掌子面突水机制及最小安全厚度研究

摘要：

岩体裂纹的水力劈裂破坏是岩溶隧道突水灾害发生的主要影响因素之一。从断裂力学角度分析了在钻爆施工条件下爆炸应力波对含水裂纹岩体扩展的影响，结果表明爆炸应力波通过增大孔隙水压力影响裂纹扩展模式；通过建立的岩体含水裂纹扩展计算模型，推导了在爆炸应力波作用下裂纹发生压剪扩展破坏时的临界水压力 Pc，并被实例所验证。基于理论分析、数值试验及工程实例，得出了岩体含水裂纹压剪扩展破坏突水存在滞后效应，施工人员可利用这一特点，在发生突水灾害前，及时停工并迅速撤离，保证人员与机械设备的安全。最后，通过对岩溶隧道掌子面与高压含水体之间裂隙岩体的防突最小安全厚度的研究，提出“两带”理论，推导了合理反映爆破开挖扰动与水压作用下裂纹岩体最小安全厚度计算公式，并为工程实例所验证，其结果可为高风险岩溶地区隧道突水预测及防治提供理论依据。

关键词：钻爆施工、裂纹扩展、突水滞后、最小安全厚度、应力波

分类号：TU456(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家重点基础研究发展计划973项目2013CB036000；国家自然科学基金重点项目51139004；国家自然科学基金面上基金项目51479106；湖北省交通运输厅科研项目BYXYKY2012-003

在线出版日期：2015-03-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：313-320