武漢巖土所提出硬巖地下工程長期穩(wěn)定性評價新方法
對于諸如引水隧洞、交通隧道這樣的超大規(guī)模深埋地下工程而言，巖石力學(xué)方面的關(guān)鍵科學(xué)問題可以歸結(jié)為兩大類：即高地應(yīng)力脆性巖體中的巖爆和深埋有壓引水隧洞的長期穩(wěn)定性。前者直接危害施工安全和工程進度，因此受到普遍關(guān)注。得益于大量的研究成果，巖爆風(fēng)險目前可以得到有效控制。而隨著施工期的結(jié)束，這些工程的長期穩(wěn)定性逐漸成為工程首要關(guān)心的巖石力學(xué)問題。
針對硬巖中地下工程長期穩(wěn)定性的問題，中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所提出了一種新的評價方法，該方法結(jié)合理論、室內(nèi)試驗、現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)等多種方法。具體途徑為：首先對采用無損取樣制得的巖樣進行破裂時效室內(nèi)試驗，得到破裂時效擬合式和臨界驅(qū)動應(yīng)力比；繼而采用精密的CPM簇單元模型建立可以考慮脆-延-塑轉(zhuǎn)換特征的硬巖巖樣數(shù)值試樣，標(biāo)定其微觀參數(shù)，并進行室內(nèi)破裂擴展試驗的PFC模擬，以確定其破裂擴展中的應(yīng)變、裂紋類型、數(shù)量等特征；最后，建立工程尺度的破裂擴展PFC模擬，研究不同巖性、不同埋深下，運行期內(nèi)硬巖地下工程的破裂情況，并根據(jù)工程壽命內(nèi)破裂擴展情況對工程長期穩(wěn)定性進行判斷。
傳統(tǒng)上對于地下工程的長期穩(wěn)定性，當(dāng)前的研究成果多集中于流變性狀較為顯著的軟巖上，如鹽巖、煤巖等，對于大理巖、花崗巖等脆性巖石的研究成果則相對不足。該研究的相關(guān)成果可望為硬巖地下工程長期穩(wěn)定性評價提供有益的參考。
該研究相關(guān)成果發(fā)表于國際工程地質(zhì)與環(huán)境協(xié)會會刊Bulletin of Engineering Geology and the Environment，第一作者為武漢巖土所副研究員崔臻。
用該方法預(yù)測的隧洞圍巖開裂情況
