岩土力学 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (2): 728-736.doi: 10.16285/j.rsm.2017.1616

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

柱状节理岩体隧洞松弛深度的 变异特性与确定方法

孙钱程1, 2，郑民总1, 2，李邵军1，郭浩森3，程 远1, 2，裴书锋1, 2，江 权1   

  1. 1. 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室，湖北 武汉 430071；2. 中国科学院大学，北京 100049； 3. 东北大学 金属矿山安全开采教育部重点实验室，辽宁 沈阳 110819
  • 收稿日期:2017-12-15 出版日期:2019-02-11 发布日期:2019-02-14
  • 作者简介:孙钱程，女，1988年生，博士研究生，主要从事深部围岩稳定性及风险评估的研究工作。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金（No. 41372315，No. U1765206）；国家重点基础研究发展计划项目（973计划）（No. 2016YFC0600702）

Variation characteristics and determination of tunnel relaxation depth of columnar jointed rock mass

SUN Qian-cheng1, 2, ZHENG Min-zong1, 2, LI Shao-jun1, GUO Hao-sen3, CHENG Yuan1, 2, PEI Shu-feng1, 2, JIANG Quan1   

  1. 1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechinical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan, Hubei 430071, China; 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3. Key Laboratory of Ministry of Education on Safe Mining of Deep Metal Mines, Northeastern University, Shenyang, Liaoning 110819, China
  • Received:2017-12-15 Online:2019-02-11 Published:2019-02-14
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (41372315，U1765206) and the National Program on Key Basic Research Project of China (973 Program) (2016YFC0600702).

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摘要： 柱状节理玄武岩是火山岩区所特有的地质现象，其地质成因独特，工程特性、开挖响应特征明显不同于一般常见岩体。针对节理岩体中不同钻孔属性条件下松弛深度测试结果存在变异性的问题，提出单孔声波测试与数字钻孔摄像综合的原位测试手段和松弛深度评价方法，获得了柱状节理条件下不同角度及不同孔径的岩体卸荷松弛特性。研究结果表明，在节理岩体中进行围岩的松弛深度测试时，不同孔径钻孔测试的松弛深度未有显著影响，但在不同钻孔角度条件下测试时，钻孔偏差角度、钻孔轴线与节理方位的夹角均对测试结果有较大影响，围岩松弛深度随节理方位与测孔轴线角度增大而增大。基于现场测试的结果与柱状节理的各向异性特征，进一步探讨了不同钻孔条件下松弛深度变异的机制。该研究结果对柱状节理围岩松弛测试评价、稳定性分析以及支护方案优化有显著价值。

关键词: 柱状节理岩体, 松弛深度, 声波测试, 钻孔摄像, 不同钻孔直径和角度

Abstract: Columnar jointed basalts are a unique geological phenomenon in the volcanic region. Its engineering characteristics and excavation responding characteristics are very different from those of common rocks because of the unique geological origin. In order to evaluate the variation characteristics of relaxation depth of tunnel columnar jointed rock mass under different borehole properties, an in-situ test method, which combined digital borehole camera with acoustic velocity measurement, was proposed. The comprehensive evaluation method of relaxation depth was proposed as well. The unloading relaxation properties of columnar jointed basalts after excavation under different angles and diameters were obtained. Results showed that the diameter of borehole almost had no effect on the relaxation depth in the jointed rock mass, while the relaxation depths in borehole with different angles were significantly different. In addition, the borehole deviation angle, the angle between borehole axis and the jointed columnar axis had a substantial influence on the evaluation of relaxation test results of relaxation depth. Further discussion on the mechanism of relaxation depth variation under different borehole conditions was made. This study provides important references to the stability analysis of surrounding rock mass and support scheme optimization of tunnel project.

Key words: columnar jointed rock mass, relaxation depth, acoustic velocity, digital borehole camera, boreholes with different diameters and angles

中图分类号: 

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[1] 黄巍, 肖维民, 田梦婷, 张林浩, . 不规则柱状节理岩体力学特性模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2349-2359.
[2] 柯志强, 王环玲, 徐卫亚, 林志南, 吉 华, . 含横向节理的柱状节理岩体力学特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 660-667.
[3] 张传庆，高 阳，刘 宁，周 辉，冯夏庭, . 深埋隧洞力学响应监测与测试设计的思考[J]. , 2018, 39(7): 2626-2631.
[4] 裴书锋，冯夏庭，张建聪，王鹏飞，江 权，周扬一，郝宪杰，刘俊峰，. 高边坡坝基柱状节理玄武岩开挖卸荷时效松弛特性[J]. , 2018, 39(10): 3743-3754.
[5] 伍宇腾，韩增强，王川婴，周济芳，胡 胜，汪进超,. 基于裂隙充填特征的坝基岩体灌浆效果评价[J]. , 2017, 38(S2): 311-316.
[6] 汪进超，王川婴，唐新建，胡 胜，韩增强，王益腾, . 基于钻孔摄像技术的岩体节理大小估算方法[J]. , 2017, 38(9): 2701-2707.
[7] 闫长斌. 基于声波频谱特征的岩体爆破累积损伤效应分析[J]. , 2017, 38(9): 2721-2727.
[8] 汪进超，王川婴，胡 胜，韩增强，王益腾,. 孔壁钻孔图像的结构面参数提取方法研究[J]. , 2017, 38(10): 3074-3080.
[9] 韩增强 ，王川婴 ，施华堂 ，丁 刚 ，胡 胜 ，王益腾，. 空间坐标系下地下岩体结构面数学描述方法初探[J]. , 2016, 37(S2): 410-414.
[10] 崔 臻，魏 倩，侯 靖，盛 谦，李良权，. 基于节理网络有限元的柱状节理岩体等效变形模量结构效应研究[J]. , 2016, 37(10): 2921-2928.
[11] 郝宪杰 ，冯夏庭 ，李邵军 ，江 权 ，段淑倩 ，李帅军 ，姚志斌，. 柱状节理玄武岩隧洞破坏模式及其力学机制模拟[J]. , 2015, 36(3): 837-846.
[12] 刘成禹 ，何满潮,. 古建筑风化石质构件力学参数的确定方法[J]. , 2014, 299(2): 474-480.
[13] 孙旭曙 ，李建林 ，王乐华 ，陈兴周 ，李 飞 ，程 冬，. 节理岩体超声测试及单轴压缩试验研究[J]. , 2014, 35(12): 3473-3478.
[14] 汪进超，王川婴. 珊瑚礁岩体完整性评价方法[J]. , 2014, 35(10): 2934-2940.
[15] 胡建华，周科平，罗先伟，邓红卫. 顶板诱导崩落爆破效果的全景探测与评价[J]. , 2010, 31(5): 1529-1533.
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