于 茂 王浏刘 郭晓利

岩爆是高地应力条件下硬岩开挖卸荷过程中常常伴随发生的岩体破坏模式，是一种具有空间和时间随机性的突发性地质灾害问题。岩爆的发生与地质因素、工程环境因素、地下水以及人为施工开挖方式等均有较大关系。由于岩爆的显著危害性，且目前岩爆发生机制不完全清楚，国内外许多学者对岩爆及其岩石失稳理论展开研究，其中具有代表性的理论包括强度理论、能量理论、刚度冲击理论、损伤理论、分形理论和突变理论等[1]。同时，数值模拟逐渐成为一种解决岩爆预测问题的有效手段，并催生了一些具有代表性的硬岩脆性破坏模型。如Hajiabdolmajid[2]等基于M-C模型提出了黏聚力弱化–摩擦力强化模型（CWFS模型）；Edelbro等[3]提出了可用于模拟围岩脆性破坏范围的CSFH模型；Martin[4]等基于Hoek-Brown准则提出的m-0准则等。国内学者中有江权等[5]提出的硬岩劣化本构模型RDM、黄书岭等[6]提出的广义多轴应变能强度准则GPSE等。唐春安等[7-8]基于自行开发的有限元分析软件RFPA开展了一系列的数值试验，分析了岩爆过程中岩石的真实破裂过程及声发射现象。

目前，依据理论性的岩爆预测方法和判据仅可对岩爆发生的可能性及等级进行评判，无法给出岩爆的破坏区域和深度。而在高埋深隧洞的实际支护设计与施工中，更关注的是洞周围岩的破坏模式及深度，其对开挖方式、支护类型、支护时机等的相关设计更具指导意义。因此，本文采用弹性模型、理想弹塑性模型、弹脆塑性模型、m-0准则及CSFH模型等，对比分析了各本构模型的适用性，结合工程实例进一步分析了高埋深隧洞的岩爆特性及破坏特征。……