不同开挖方式下深部岩体应变能的释放机制

严鹏^1,2，谢良涛^1,2，范勇^1,2，卢文波^1,2，陈明^1,2，周创兵^1,2

1. 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室2. 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室

摘 要：深部岩体开挖过程中,围岩应变能的释放是岩体破坏的诱因之一,而不同开挖方式下应变能的释放机制存在较大差异。通过理论分析,探讨了钻爆法和TBM开挖条件下应变能释放规律,并结合锦屏二级水电站实测深埋隧洞开挖引起的围岩振动的组成分析,讨论了不同开挖方式下的应变能释放机制。研究表明:高地应力下爆破开挖过程岩体所储存的应变能伴随爆破破岩过程高速释放,诱发围岩振动,此时实测振动由爆炸荷载诱发振动和应变能瞬态释放诱发振动二者组成;而TBM开挖条件下,岩体内应变能缓慢释放,不会引起围岩动力响应,实测振动主要是滚刀在机械力作用下破岩或液压加载装置的振动引起的。而应变能不同的释放机制将导致岩体出现不同形式和程度的破坏,且现场对两种方式下围岩损伤及应变型岩爆的监测也证实这个结论。

关键词：能量释放;钻爆开挖;TBM开挖;振动;岩爆;