隧洞围岩大变形机制、挤压大变形预测及应用

作者：丁秀丽; 张雨霆^*; 黄书岭; 池建军; 张传健; 刘登学

来源：岩石力学与工程学报, 2023, 42(03): 521-544.

DOI：10.13722/j.cnki.jrme.2021.0903

• 岩石力学
• 隧洞
• 围岩大变形
• 发生机制
• 挤压型大变形
• 判据
• 预测方法

未来较长一段时期，我国水利水电和公路铁路行业还存在建设大量隧洞(道)工程的需求。围岩大变形是隧洞工程建设中时常遇到且最难控制的灾害之一。以隧洞围岩大变形为研究对象，首先，系统分析大变形概念的由来和演变过程，提出应从岩体变形影响效应及其工程意义来定义围岩大变形，再通过分类来辨别大变形的发生条件和力学机制。在系统梳理国内外已建工程案例和作者团队参与的典型隧洞围岩大变形工程实践基础上，依据国内外48个隧洞工程的241个洞段案例信息，详细论述围岩大变形的影响因素和发生条件，阐明8种基于赋存环境条件(地应力、地下水)和围岩条件(岩性、水岩作用效应、岩体结构)协同或单独作用的围岩大变形发生机制，进而揭示了内蕴于每种发生机制中的本质原因，提出基于变形成因的围岩大变形分类思路，将围岩大变形划分为挤压、膨胀、松动和复合共4种类型，并论述每种围岩大变形的特征和不同类型大变形的区别。然后，针对挤压型大变形，总结分析了国内外与挤压变形相关的判据，提出了基于强度应力比法的判据阈值、考虑地应力侧压系数的大变形应力判别条件、以及挤压变形改进预测公式。最后，将所提判据和预测公式应用于滇中引水工程香炉山隧洞大埋深洞段的围岩挤压变形判别和预测，验证所提方法的可靠性。

• 单位
  中水北方勘测设计研究有限责任公司; 长江勘测规划设计研究有限责任公司; 长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室