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深部工程围岩松动圈范围确定及变形破坏机理

2023-07-13邓树新王明洋邱艳宇

同济大学学报(自然科学版) 2023年6期
关键词:围岩

钱 蓉,邓树新,王明洋,,邱艳宇

(1.南京理工大学 机械工程学院,江苏 南京 210094;2.陆军工程大学 爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室,江苏 南京 210007)

人类所需的资源和能源越来越依赖于地球深部,向地球深部进军是必须解决的战略科技问题。在深部工程中,岩体的开挖将导致岩体原有的平衡状态被打破,围岩应力将重新分布,切向应力增加并产生应力集中,同时径向应力降低,并在硐室边壁降低到零。一般将地下巷道周围切向应力增高的部分称为支撑压力。随着埋深的增加,岩体承受的地应力增大,支撑压力也随之增大。一般将围岩周围环向应力最大的部分称为最大支撑压力区,最大支撑压力增大到一定程度将造成围岩破坏,破坏后形成新的破裂面。稳定的支撑压力区即为围岩松动圈。围岩松动圈变形演化过程是围岩应力、围岩强度等共同作用的结果。深部工程长期稳定防控需要确定围岩松动圈的范围并揭示其变形演化机理。

目前,探测围岩松动圈的方法主要有声波法、地质雷达法、钻孔成像法等。郭志宏等[1]采用现场实测方法,通过对开滦矿务局赵各庄矿深井开展现场实测,揭示了松动圈厚度与开采深度及围岩强度之间的非线性关系以及松动圈厚度与采动次数、支护难度、临界开采深度等的关系。戴俊等[2]提出声波测试法和窥视技术相结合的方法来确定围岩松动圈的位置。王睿等[3]对宝汉高速石门隧道工程通过单孔声波测试获得了松动圈的厚度。……

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