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隧道建设(中英文) ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (S2): 204-213.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2025.S2.018
潘岳1, 2, 洪开荣1, 刘永胜1, 3, 游金虎1, 谢韬1, 张继超1, 3
PAN Yue1, 2, HONG Kairong1, LIU Yongsheng1, 3, YOU Jinhu1, XIE Tao1, ZHANG Jichao1, 3
摘要: 为解决深部极高地应力环境下隧道岩爆控制的难题,以组合梁原理为理论基础,构建层状岩石受力的力学模型,深入分析层状岩石的受力模式,以及锚索支护与层状岩石协同作用的力学机理; 同时,基于离散元法建立数值模型,系统研究隧道围岩能量场的演化规律,揭示不同支护方式对围岩能量场的影响机制。研究结果表明: 1)在相同地应力条件下,层状岩石积聚的弹性应变能大小,与岩石力学性能、层间距紧密相关,其中薄层硬岩更容易发生岩爆现象。2)通过施作锚索将薄弱的层状岩石串联成整体,使节理面两侧的岩石紧密贴合,相比无支护时岩石可沿节理面自由滑移的受力状态,大幅减少了岩石在外力作用下积聚的弹性应变能,从而显著降低岩爆风险。3)高预应力长锚索能够有效重塑围岩应力状态,推动能量从隧道开挖周边向深部围岩转移,削弱隧道周边围岩的能量集中程度,进一步降低岩爆发生的风险; 相比之下,被动支护结构无法主动调控围岩应力,故难以实现对能量场的有效干预。