国内外岩爆研究现状综述

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1、第16卷第4期长江科学院院报Vol.16No.41999年8月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteAug.1999国内外岩爆研究现状综述徐林生王兰生李天斌(成都理工学院,成都610059)摘要从岩爆类型与岩爆烈度分级、岩爆形成机理、岩爆预测、岩爆防治措施等方面着手,阐述了国内外岩爆研究的现状,并在某些方面提出了一些新的见解。关键词岩爆岩爆防治对策研究现状[4]岩爆是高地应力条件下地下工程开挖过程中,力条件和岩爆特点,再将岩爆划分成六个亚类。硬脆性围岩因开挖卸荷导致洞壁应力分异,储存于1.2岩爆烈度分级岩体中的弹性应变能突然释放

2、,因而产生爆裂松迄今为止,国内外对岩爆烈度分级问题尚有不脱、剥落、弹射甚至抛掷现象的一种动力失稳地质同的见解。德国学者G·布霍依诺1981年根据岩灾害。它直接威胁施工人员、设备的安全,影响工爆发生时对工程的危害程度,将岩爆烈度划分为轻程进度,已成为世界性的地下工程难题之一。本文微损害、中等损害、严重损害三级;挪威岩爆权威总结了国内外岩爆研究现状,并在某些方面提出了人士拉森斯(B.F.Russeness)的岩爆烈度分级方案一些新的见解。在国外很有影响,他在1974年研究挪威陡山坡隧道时,就根据岩爆发生时的声响特征、围岩爆裂破坏特征等将岩爆烈度划分为0～3四级。我国谭以1岩爆类型与岩爆烈度

3、分级研究安博士1988年率先依据岩爆危害程度及其发生时1.1岩爆类型划分的力学和声学特征、破坏方式将岩爆烈度划分为岩爆类型划分主要是依据岩体弹性应变能的储弱、中等、强烈、极强四级;铁道部第二勘探设计存与释放特征或应力作用方式而进行的,目前学术院1996年在《二郎山隧道高地应力技术咨询报告》界尚未达成共识。张倬元教授等按岩爆发生部位及中,提出按判据

/Rb将岩爆烈度划分为弱、中等、所释放的能量大小,将岩爆分为三大类型,即洞室强烈三级;交通部第一公路设计院1996年则依据围岩表部岩石突然破裂引起的岩爆、矿柱或大范围岩爆发生的声响、岩体变形破裂状况、

/Rb比值围岩突然破坏引起的岩爆、断

4、层错动引起的岩及最大水平主应力
Hmax,
Hmax/
V,将岩爆烈度划[1]爆;左文智、张齐桂(1995年)从岩爆形成的内在分为微弱、中等、剧烈三级。综上所述,国内外岩因素出发,将岩爆类型划分为水平构造应力型、垂爆烈度分级主要是依据与岩爆有关的一个单项或少直压力型和综合型三大类;武警水电指挥部天生桥数几项指标来划分的,考虑因素不够全面;此外,[2]二级水电站岩爆课题组对岩爆分类有二种标准:上述岩爆烈度分级方案中普遍对岩爆现场容易判别一是按破裂程度将岩爆分为破裂松弛型和爆脱型二的宏观标志重视程度不够,这样不利于工程设计、大类,二是按规模将岩爆划分为零星岩爆(长0.5～施工、监理和科研人

5、员在现场及时取得共识。10m)、成片岩爆(长10～20m)和连续岩爆(长>为了克服上述岩爆烈度分级方案中的缺乏,以20m)三大类;郭志根据岩爆岩体破坏方式,将岩爆王兰生教授为首的“川藏公路二郎山隧道高地应力划分为爆裂弹射型、片状剥落型和洞壁垮塌型三大与围岩稳定性课题组”在借鉴前人分级方案的基础[3]类。迄今为止,谭以安博士的岩爆类型划分方案上,依据岩爆危害程度及其发生时的声响特征、运影响最大:他首先根据岩爆岩体高地应力成因和最动特征、爆裂岩块形态特征、断口特征、岩爆发生大主应力
1方向,将岩爆类型划分为水平应力型、部位、岩爆时效特征、影响深度和

/Rb比值等,垂直应力型和混合应力型三

6、大类;然后依据具体应将岩爆烈度划分为轻微、中等、强烈、剧烈四级收稿日期:1998-10-26第一作者简介:徐林生男成都理工学院同济大学定向培养博士后研究方向为岩土力学与岩体稳定第4期徐林生等国内外岩爆研究现状综述25
(RMS方案,1998)。我国杨淑清教授等通过天生桥二级水电站引水[6]上述岩爆烈度分级方案的对应关系见表1。隧洞相似材料岩爆机制物理模拟试验,总结出岩爆造成围岩劈裂破坏和剪切的二种机制,并且认为它们是二种应力水平的产物,即劈裂破坏属脆性断2岩爆形成机理研究裂,而剪切破坏是岩石应力达到峰值强度状态时的E.Hoek等认为,岩爆是高地应力区洞室围岩破坏;前者形成的破裂面与洞口

7、边界平行,而后者[5]剪切破坏作用的产物。Zoback教授在解释钻孔崩则与洞口边界斜交,呈对数螺旋形状。谭以安博士落现象成因时,也认为类似“岩爆”的孔壁崩落破坏则认为,岩爆系一渐时破坏过程,其形成过程可分[7]属剪切破坏。然而Mastin(1984)和Haimson(1972,为“劈裂成板→剪断成块→块片弹射”三个阶段。1985)则通过打有圆孔的砂岩岩板进行的单向压缩以王兰生教授为首的“川藏公路二郎山隧道高地应物理模拟试验,在实验室真实地再现了