一种用于地下洞室岩爆烈度等级的综合预报方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于地下洞室岩爆烈度等级的综合预报方法，该方法以用于岩爆烈度等级预报的强度理论、能量理论为基础，考虑六种相关因素对岩爆烈度等级的影响，实现岩爆烈度等级的综合预报。具体以地下工程不同部位的最大初始地应力值σ1和岩体强度σcm的比值作为初始应力强度比，分别对六种影响因素赋予不同的权重系数，这六种因素包括：最大初始地应力方向与地下洞室走向的水平夹角；判断部位的地下水出露特征(判断位置前后10m范围内)；地下洞室的断面形状；地下工程开挖的施工方法；地下工程所在位置的埋深条件；地下工程的布置与地形和构造的关系。将初始应力强度比与六种影响因素的权重系数相乘，得到修正的应力强度比，以此预报岩爆的烈度等级。
【专利说明】一种用于地下洞室岩爆烈度等级的综合预报方法
【技术领域】
[0001]本发明属于地下工程【技术领域】，特别是涉及一种地下洞室岩爆烈度等级的综合预报方法。
【背景技术】
[0002]岩爆是高地应力区硬脆性岩体中开挖地下工程时常遇到的一种地质灾害，其发生具有突发性、持续性与滞后性等特点。岩爆发生时往往伴随有明显的声响甚至诱发地震，破碎岩块以剥落和弹射等形式脱离母岩，对施工人员和设备造成很大的影响，烈度等级高的岩爆有时造成机会人亡的惨剧。
[0003]岩爆的烈度等级预报是世界性的工程技术难题之一，也是世界范围内岩石力学与工程地质界致力解决的问题。国内外很多学者和工程技术人员对岩爆的烈度等级预报提出了不同的方法，如Russense判据、Barton判据、Hoek判据、王兰生判别方法、考虑综合因素的五因素综合判据、陶振宇判据、Griffith判据等等，这些判据分别以岩爆发生的强度理论、能量理论以及综合判别等为基础对岩爆的烈度等级预报做了很多的尝试。然而，岩爆的形成机理复杂，影响因素多样，如岩性、岩体结构、地应力场特征、洞室断面、上覆岩体厚度、构造和地形等等对岩爆的烈度等级都会产生不同的影响。
[0004]在我国，《水利水电工程地质勘察规范》GB50487-2008、《水力发电工程地质勘察规范》GB50287-2006、《工程岩体分级标准》GB50218-94等规范中仅使用强度应力比对岩爆的烈度等级做了预报 ，所使用的强度应力比为岩体的室内饱和单轴抗压强度σ。和最大初始地应力O1的比值，并且未考虑其他因素的影响。大量的工程实践证明原位岩体强度要低于室内试验的饱和岩石单轴抗压强度σ。，甚至仅为O。的1/10，因此使用最大初始地应力01与原位岩体强度0?的比值作为应力强度比判断岩爆的烈度等级更具有适用性，同时考虑岩爆发生的影响因素对岩爆烈度等级的影响，对应力强度比加以修正，利用修正后的应力强度比能够更好的预报岩爆的烈度等级。

【发明内容】

[0005]本发明的目的在于，提供了一种能够更为有效的预报岩爆发生烈度等级的用于地下洞室岩爆烈度等级的综合预报方法。
[0006]为达到上述目的，本发明采用如下技术方案:一种用于地下洞室岩爆烈度等级的综合预报方法，包括以下步骤:
[0007]Α、测量工程区的地应力场，获得工程区的最大初始地应力σ i的量值与产状；
[0008]B、确定原位岩体强度σ Μ ；
[0009]C、确定初始应力强度比T
[0010]根据步骤A、B得到的最大初始地应力σ I和原位岩体强度σ Μ，利用式T= σ / σ cm确定初始应力强度比T ；
[0011]D、计算工程区岩爆发生的临界埋深Hra[0012]使用公式
【权利要求】
1.一种用于地下洞室岩爆烈度等级的综合预报方法，其特征在于，包括以下步骤: A、测量工程区的地应力场，获得工程区的最大初始地应力σcm的量值与产状； B、确定原位岩体强度σcm ； C、确定初始应力强度比T 根据步骤Α、Β得到的最大初始地应力σ i和原位岩体强度σ Μ，利用式T= σ / σ Cffl确定初始应力强度比T ； D、计算工程区岩爆发生的临界埋深Her使用公式
2.根据权利要求1所述的用于地下洞室岩爆烈度等级的综合预报方法，其特征在于，所述步骤A依工程布置形式及地质构造的关系，采取水压致裂法或应力解除法测量工程区的地应力场，得出工程区的最大初始地应力O1的量值与产状。
3.根据权利要求1所述的用于地下洞室岩爆烈度等级的综合预报方法，其特征在于，所述步骤B通过岩石力学试验确定工程区内岩块的室内饱和单轴抗压强度σ。，采用Hoek-Brown破坏准则2002版确定原位岩体强度σ cm。
4.根据权利要求2所述的用于地下洞室岩爆烈度等级的综合预报方法，其特征在于，所述应力解除法为空心包体应力解除法。
【文档编号】G01V9/00GK103744128SQ201410025161
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月20日 优先权日:2014年1月20日
【发明者】赵国斌, 高玉生, 贾国臣, 程向民 申请人:中水北方勘测设计研究有限责任公司