深埋隧道断面上岩爆风险位置判别方法

摘要

本发明公开了一种深埋隧道断面上岩爆风险位置判别方法，其步骤：A：隧道开挖前，根据断面形状、工程地质、初始地应力条件和开挖方法；a、进行室内岩石力学试验和参数反演；b、确定三维初始地应力场；c、根据地层分布、地质构造、隧道断面尺寸；d、对几何模型实施隧道开挖过程数值计算分析；e、分析隧道断面上局部能量释放率的分布情况；B：隧道开挖过程中，开展微震实时监测：1、在隧道掌子面后方安装传感器；2、采集岩体微破裂过程的微震信号反演围岩微破裂发生的位置；3、分析微破裂事件在隧道断面上的投影分布；C：对判别的岩爆风险发生部位进行综合评价。减轻或避免岩爆灾害的发生，确保了施工安全和施工的进度。

主权项

一种深埋隧道断面上岩爆风险位置判别方法，其步骤是：步骤A：隧道开挖前，根据隧道断面形状、工程地质、初始地应力条件和开挖方法，进行数值模拟分析，得出局部能量释放率在隧道断面上的分布情况，根据局部能量释放率部位判别岩爆风险的发生位置：a、进行室内岩石力学试验和参数反演，确定工程区岩石的密度、粘聚力、内摩擦角、抗拉强度、弹性模量和泊松比，以及本构模型；b、采用原岩应力测试方法和地应力场反演理论，确定工程区三维初始地应力场；c、根据工程区地层分布、地质构造、隧道断面尺寸，构建用于三维数值计算的几何模型；d、对几何模型实施隧道开挖过程数值计算分析，得出隧道断面上局部能量释放率的分布情况；e、分析隧道断面上局部能量释放率的分布情况，局部能量大于10⁴J/m³的位置为岩爆的潜在风险区，对隧道断面上岩爆风险区的位置进行估计；步骤B：隧道开挖过程中，开展微震实时监测，得出微破裂事件在隧道断面上的分布情况，根据微破裂事件聚集区圈定岩爆的发生位置：a、在隧道掌子面后方70‑130m范围安装传感器，用拓普康全站仪测出各传感器的空间坐标；b、利用传感器采集岩体微破裂过程发出的微震波信号反演围岩微破裂发生的位置，确定每个微破裂事件的空间位置；c、分析微破裂事件在隧道断面上的投影分布情况，根据微破裂事件聚集区对岩爆可能发生的位置进行预判；步骤C：对由步骤A和步骤B判别的岩爆风险发生部位进行综合评价：局部能量释放率大于10⁴J/m³，微破裂事件明显集中的区域为岩爆的潜在风险区，最终圈定隧道断面上发生岩爆的部位。