[发明专利]一种大型缓倾角软弱结构面下部围岩高地应力集中带破坏模式的预测方法

摘要

本发明提供一种大型缓倾角软弱结构面下部围岩高地应力集中带破坏模式的预测方法，具有如下有益效果：要求低、速度快、使用方便、效率高；对工程施工无干扰，不影响工程进度；判别结果和开挖响应可及时验证，可靠性高、适用性强；有效规避了常规试验方法要求高、成本大、时间长、技术难度大、不能全区覆盖等不利因素，是对常规试验方法的一个有效补充。通过地下洞室与大型软弱结构面的位置关系，快速、准确预测洞室围岩的破坏位置、破坏形式及破坏程度，提前采取有针对性的支护措施，确保洞室稳定及施工人员的安全。

主权项

1.一种大型缓倾角软弱结构面下部围岩高地应力集中带破坏模式的预测方法，其特征在于，所述大型缓倾角软弱结构面下部围岩高地应力集中带破坏模式的预测方法包括如下步骤：/n(1)对工程区地下洞室进行工程地质调查，特别是要查明大型缓倾角软弱结构面的规模、性状、与建筑物的位置关系、岩体强度以及其完整性；/n(2)进行现场地应力测试，或者采取间接法判别地应力的大小和方向；当最大主应力σ₁量级大于20 MPa时，或岩石强度应力比R_b/σ₁小于4时，有发生岩爆等高地应力破坏的潜在风险，其中：R_b为岩石饱和抗压强度；/n(3)根据地应力测试成果及工程实践经验，在大型缓倾角软弱结构面下盘20～50m范围内存在一个高地应力集中带，地应力集中带最大主应力σ₁与平均最大主应力σ_AVG存在以下关系：/nσ₁＝1.5～1.8σ_AVG/n当大型缓倾角软弱结构面的规模大、性状差时取高值；反之，则取低值；/n(4)在存在大型软弱结构面的情况下，当现场实测或间接法判别地下洞室区最大主应力σ₁达到15 MPa，或岩石强度应力R_b/σ₁比小于6时，在大型软弱结构面下盘20～50m范围内，发生岩爆等高地应力破坏的风险大；/n(5)高地应力集中带分布一般与大型软弱结构面近平行，当隧洞或竖井开挖至距离大型软弱结构面20～50m时，围岩会出现岩爆、片帮、破裂破坏等现象，可根据软弱结构面的规模、产状及性状，预测破坏在隧洞、竖井内分布范围；/n(6)通过编录、绘制已开挖隧洞、竖井剖面图，亦可得出大型软弱结构面下盘高应力集中带分布范围、延伸方向，最大主应力倾向、倾角、量值等主要参数。/n(7)通过上述参数，可修正前期地应力成果，结合已出现的围岩破坏情况，进一步有效预测未开挖隧洞、竖井内围岩破坏出现的范围、位置、特征等，采取相应的支护或有针对性处理措施，指导工程设计与施工。/n