大跨隧道围岩爆破损伤特征实测及其稳定性分析

摘要

为探究大跨隧道爆破开挖过程中围岩的累积损伤演化规律及其稳定特性，采用岩石声波测试仪及压力传感器分别对爆破开挖期间围岩的损伤特征及初期支护结构的受力进行了现场实测。基于围岩损伤实测结果，采用数值模拟方法分析了围岩存在损伤时的隧道稳定性。研究结果表明：循环爆破开挖对围岩损伤的影响深度区间为3.4～3.6 m;随着测试深度增加，岩体声波波速曲线呈“S”形分布，而围岩累积损伤曲线呈“倒S”形分布；考虑隧道围岩爆破累积损伤时，测孔不同深度范围的围岩状态存在差异，即0.0～2.0 m深度为松动区，2.0～3.4 m深度为中度损伤区，3.4～4.8 m深度为轻度损伤区。与不考虑围岩损伤条件相比，考虑损伤时围岩塑性区分布面积显著增大；在考虑围岩损伤的情况下，隧道开挖后最大拱顶沉降为24.01 mm(现场实测均值25.8 mm),最大水平收敛为14.39 mm(现场实测均值15.19 mm),而不考虑损伤时，最大拱顶沉降20.43 mm,最大水平收敛13.85 mm,考虑围岩损伤的模拟结果更接近实际监测值。

关键词

公路隧道 / 爆破振动 / 围岩累积损伤 / 现场试验 / 数值计算 / 声波测试