北武夷山高鐵隧道巖爆傾向性試驗與評價研究.pdf

1、京福高鐵北武夷山隧道是一座迄今為止國內(nèi)埋深最大、長度最長的單洞雙線高鐵隧道，隧道全長14.6km、最大埋深可達1.1km，為典型的高地應(yīng)力隧道，開挖過程很可能產(chǎn)生巖爆。為了防止巖爆危及施工人員和設(shè)備安全，保證施工按計劃推進，本文對該隧道的巖爆傾向性進行了研究。首先創(chuàng)新性地結(jié)合先進的多通道聲發(fā)射監(jiān)測技術(shù)，對隧道深埋地區(qū)采集的凝灰?guī)r和花崗巖進行室內(nèi)巖爆傾向性實驗，得到評價巖爆的實驗數(shù)據(jù)。依據(jù)這些數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬得到的隧道最大切向應(yīng)力的結(jié)果分別

2、計算出最大主應(yīng)力系數(shù)、最大切向應(yīng)力系數(shù)、強度脆性系數(shù)、變形脆性系數(shù)和彈性應(yīng)變能存儲指數(shù)五項評價指標(biāo)，進行了單因素巖爆傾向性評價。然后對收集的64個工程巖爆傾向性實驗數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計和排列組合的方法首次提出了新的一組權(quán)重和一個隸屬函數(shù)，利用該權(quán)重和隸屬函數(shù)對隧道的巖爆傾向性進行了模糊數(shù)學(xué)綜合評價。最后采用微震監(jiān)測系統(tǒng)對現(xiàn)場施工時巖爆發(fā)生進行了預(yù)警。
　　本文主要結(jié)論包括:
　　(1)在巖爆傾向性評價的室內(nèi)試驗中結(jié)合先進的多通道聲

3、發(fā)射技術(shù)，較好地解決了判定彈性應(yīng)變能指標(biāo)法卸載點這一難題。研究表明，采用聲發(fā)射監(jiān)測技術(shù)并利用巖石峰值破壞前聲發(fā)射突然增加的特性，可以較好地控制初次加載達到巖石單軸抗壓強度的80％以上，很好地滿足彈性應(yīng)變能指標(biāo)法對巖石加卸載條件的要求，提高了測試結(jié)果的可靠性。
　　(2)對國內(nèi)外64個工程項目巖爆實驗數(shù)據(jù)采用統(tǒng)計和排列組合的方法得出了一組權(quán)重和一個隸屬函數(shù)。當(dāng)w1=0.37、w2=0.34、w3=0.29，采用拋物線型隸屬函數(shù)且取參