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隧道施工常见地质灾害之岩爆产生的条件
日期:2017-10-10 9:39:10 作者:佚名 来源:本站原创
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岩爆,是一种岩体中聚积的弹性变形势能在一定条件下的突然猛烈释放,导致岩石爆裂并弹射出来的现象。在隧道工程施工中,发生岩爆的石质多为硬质岩石,这是因为只有硬质岩石才能积聚高压气体,一般情况下发生在围岩级别为I类围岩中。

圣微的岩爆仅有剥落岩片,无弹射现象,严重的可测到4.6级的震级,烈度达7-8度,使地面建筑遭受破坏,并伴有很大的声响。岩爆可瞬间发生,也可以持续几天到几个。发生岩爆的条件是岩体中有较高的地应力,并且过了岩石本身的强度,同时岩石具有较高的脆性和弹性,在这种条件下,一旦地下工程活动破坏了岩体有的平衡状态,岩体中积聚的能量释放就会导致岩石破坏,并将破碎岩石抛出。

爆是深埋地下工程在施工过程中常见的动力破不现象,当岩体中聚积的高弹性应变能大于岩石破坏消耗的能量时,破坏了岩体结构的平衡,多余的能量将导致岩石爆裂,使岩石碎片从岩体中剥离、崩出。

岩爆往往造成开挖工作面的严重破坏、设备损坏和人员伤亡,已成为岩石地下工程和岩石力学领域的世界性难题。预防岩爆的方法有应力解除法、注水软化法和使用锚栓—钢丝网—混凝土支护。

岩爆产生的条件

1.地质条件

爆大都发生在褶皱构造的坚硬岩石中,与断层、节理构造密切相关。当掌子面与断裂或节理走向平行时,极容易触发岩爆;岩体中节理密度和张开度对岩爆有明显的影响。掌子面岩体中有大量岩脉穿插时,也可能发生岩爆。发生岩爆的地质条件如下:

(1) 构造活动山体内地应力辐大的应变能,该部分能量超过了硬岩石自身的强度。

(2) 围岩坚硬新鲜完整,裂隙极少或仅有隐裂隙,且具有较高的脆性和弹性,能够储存能量,而其变形特性属于脆性破坏类型,当应力解除后,回弹变形很小。

(3) 埋深较大(一般埋藏深度多大于200m)且远离沟谷切割的卸荷裂隙带。

(4) 地下水较少,岩体干燥。

(5) 挖断面形状不规则,大型洞室群岔洞较多的地下工程,或断面变化造成局部力集中的地带。

2.判断岩爆产生的应力条件

1) 用洞壁的最大环向应力与围岩单轴抗压强度。之比值进行分析。

2) 用天然应力中的最大主应力与岩块单轴抗压强度之比进行判断,

3) 遇到围岩应力条件满足经验公式的脆性岩体时,最易发生岩爆。


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