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洞体埋深对围岩应力释放的影响

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:隧洞深埋一般在1500m以上,最大深埋深达2500m。隧洞所穿过的锦屏山从大地构造上看是地壳构造域中的板块碰撞带,是地质构造运动的应力集中带。隧洞开挖破坏了围岩体原来的应力,在禁锢的环境下呈平衡状态。不论是什么岩性,在深埋条件下,伴随洞体开挖必然出现产生孔口应力集中,所有岩体都要出现因临空状态突现而扩容,产生应力回弹释放。片岩和薄层状黑色板岩分布的洞段,随着埋深增大,洞体收缩变形更为突出。

洞体埋深对围岩应力释放的影响

锦屏山是线状构造地质结构形态区,强褶皱的岩层陡立与走向断层体伴生及挤压破碎岩带,均为压性和扭压性。隧洞深埋一般在1500m以上,最大深埋深达2500m。隧洞所穿过的锦屏山从大地构造上看是地壳构造域中的板块碰撞带,是地质构造运动的应力集中带。

隧洞开挖破坏了围岩体原来的应力,在禁锢的环境下呈平衡状态。不论是什么岩性,在深埋条件下,伴随洞体开挖必然出现产生孔口应力集中,所有岩体都要出现因临空状态突现而扩容,产生应力回弹释放。地应力的大小和岩体埋深、构造应力场强度变、岩体完整性、盐田强度、岩体完整性成正比,与地下水活动、岩体风化程度成反比,随着埋深增大,风化程度降低,层面及裂隙闭合,透水性减弱。所以洞体埋深越大,地应力越高,开挖后的洞体应力回弹就越强烈、越明显。

片岩和薄层状黑色板岩分布的洞段,随着埋深增大,洞体收缩变形更为突出。(www.xing528.com)

中厚层状板岩(砂板岩)蠕变扩容不明显,但在地应力作用下,出现倒刺状张剪式鳞片状开裂和松弛破坏,乃至有明显岩爆发生。

白山组T2b大理岩是深埋最大的脆性岩体,虽有层面和结构裂隙发育,但结构面多为闭合,地应力回弹效应反映最为明显,围岩表层首先张剪破坏,老爆孔很少保留,并有岩石爆裂声响和爆塌。这种地应力回弹效应伴随洞体埋深增大而增大。

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