›› 2009, Vol. 30 ›› Issue (8): 2359-2364.

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

工程区高地应力判据研究及实例分析

王成虎1,郭啟良1,丁立丰1,刘立鹏1, 2   

  1. 1. 中国地震局地壳应力研究所,北京 100085;2. 中国地质大学(北京)工程技术学院,北京 100083
  • 收稿日期:2008-07-15 出版日期:2009-08-10 发布日期:2011-03-14
  • 作者简介:王成虎,男,1978年生,博士,副研究员,主要从事工程地质稳定性评价及地应力测量等方面的研究。
  • 基金资助:

    财政部基本科研业务专项资助项目(No. ZDJ2007-5、No. ZDJ2007-20);国家自然科学基金青年基金项目(No. 40704018)。

High in-situ stress criteria for engineering area and a case analysis

WANG Cheng-hu1,GUO Qi-liang1,DING Li-feng1,LIU Li-peng 1,2   

  1. 1. Institute of Crustal Dynamics, China Earthquake Administration, Beijing 100085, China; 2. Engineering School, China University of Geosciences (Beijing), Beijing 100083, China
  • Received:2008-07-15 Online:2009-08-10 Published:2011-03-14

摘要:

对原地应力状态的准确把握是地下工程稳定性评价的重要基础,而选择可行的高地应力判据是进行地应力状态评价的前提条件。在详细分析现有各种原地应力评价判据的基础上,提出可行的高地应力判据,并在判据模型中引入了国际上认可度非常高的Shoerey模型,但该模型没有考虑岩体变形模量和岩石弹性模量的区别。通过广泛研究目前国内外关于岩体强度的理论和方法,引入Hoek-Brown岩体强度估算理论,补充完善了Shoerey模型。云南禄丰某工程隧道,工程区共布置两个地应力测孔,测试结果较为离散。利用应力状态评价和数据拟合方法,推算出最大埋深部位的应力值达19.29 MPa,而岩体整体强度仅为5.243 MPa。按照强度应力比和Shoerey模型的评判标准,该隧道洞身部位的应力状态均为极高应力状态,应引起重视。对原地应力状态评价的一般方法和步骤进行了概括总结,以方便其他工程参考使用。

关键词: 原地应力测量, Shoerey模型, Hoek-Brown强度理论, 高地应力, 判据

Abstract:

To define the in-situ stress regime accurately is one very important basis for stability design and evaluation of underground project. By analyzing how to evaluate the in-situ stress state in the past, it is found that many used methods have totally different standards and criterions in China, and one new high stress criterion and analysis method is established by reference to the past findings. Here the internationally-widely-accepted Shoerey’s model is introduced into the modified high stress criterion; but this model does not take the difference between deformation modulus of rock mass and Young’s modulus of intact rock sample into consideration. For this reason, the authors introduce the deformation modulus from Hoek-Brown criterion into this model to better the Shoerey’s theory, and form the modified Shoerey’s model. A tunnel in Lufeng County, Yunnan Province, has burial depth up to 525m, the lithology of surrounding rock mass is sandy slate. Two boreholes, ZK5 & ZK9 for hydro-fracturing in-situ stress measurement, are arranged along the tunnel line, but the measurement results are rather scattered. The in-situ stress magnitude at the tunnel section, estimated with the methods suggested by this paper, is up to 19.29 MPa; but the global strength of rock mass is only about 5.243 MPa. According to the strength-to-stress ratio method and the criterion from modified Shoerey’s model, the tunnel section at the largest burial depth is under the high in-situ stress; and the project construction and design department should pay more attention to such a condition. Finally, the general method and procedures to evaluate the in-situ stress state are summarized to offer some references for other projects.

Key words: in-situ stress measurement, Shoerey’s model, Hoek-Brown criterion, high stresses, criterion

中图分类号: 

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[1] 陈卫忠, 田 云, 王学海, 田洪铭, 曹怀轩, 谢华东, . 基于修正[BQ]值的软岩隧道挤压变形预测[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3125-3134.
[2] 郑青松, 刘恩龙, 刘明星, . 三轴试验下结构面倾角对制备岩样力学特性的影响[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1854-1861.
[3] 高青鹏, 曹 平, 王 飞, 王 柱. 压剪作用下多节理类岩试样力学性质及破坏判据[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1013-1022.
[4] 李典庆, 周强, 曹子君, . 基于广义可靠指标相对安全率的岩土工程 设计安全判据[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3977-3986.
[5] 王 杰, 贡京伟, 赵泽印. 单轴压类岩石试件应变局部化位置、方向及 预警应用研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 186-194.
[6] 崔光耀, 祁家所, 王明胜, . 片理化玄武岩隧道围岩大变形控制现场试验研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 231-237.
[7] 郑进修,张建海,高克静. 地下厂房支护措施经验回归及支护强度判据[J]. , 2018, 39(S1): 303-310.
[8] 张建海,王仁坤,周 钟,郑 路,张 茹,谢和平, . 高地应力地下厂房预应力锚索预紧系数[J]. , 2018, 39(3): 1002-1008.
[9] 张 明,姜福兴,李家卓,焦振华,胡 浩,舒凑先,高化军,. 基于巨厚岩层-煤柱协同变形的煤柱稳定性[J]. , 2018, 39(2): 705-714.
[10] 涂义亮,刘新荣,钟祖良,杜立兵,王 鹏, . 三类边坡失稳判据的统一性[J]. , 2018, 39(1): 173-180.
[11] 王成虎,邢博瑞,. 原生裂隙水压致裂原地应力测量的理论与实践新进展[J]. , 2017, 38(5): 1289-1297.
[12] 唐礼忠,翦英骅,李地元,王 春,邓丽凡,陈 源. 基于微震矩张量的矿山围岩破坏机制分析[J]. , 2017, 38(5): 1436-1444.
[13] 范 勇,卢文波 ,周宜红,冷振东,严 鹏,. 一种高地应力条件下爆破开挖诱发振动峰值的预测模型[J]. , 2017, 38(4): 1082-1088.
[14] 肖晓春,丁 鑫,赵 鑫,潘一山,王爱文,王 磊,. 加载速率影响的煤体破裂过程声-电荷试验研究[J]. , 2017, 38(12): 3419-3426.
[15] 贺可强,郭 栋,张 朋,郭 璐,张国栋,. 降雨型滑坡垂直位移方向率及其位移监测预警判据研究[J]. , 2017, 38(12): 3649-3659.
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[1] 刘 晓,唐辉明,刘 瑜. 基于集对分析和模糊马尔可夫链的滑坡变形预测新方法研究[J]. , 2009, 30(11): 3399 -3405 .
[2] 胡大伟,周 辉,谢守益,张 凯,邵建富,冯夏庭. 大理岩破坏阶段Biot系数研究[J]. , 2009, 30(12): 3727 -3732 .
[3] 师旭超,韩 阳. 卸荷作用下软黏土回弹吸水试验研究[J]. , 2010, 31(3): 732 -736 .
[4] 朱建明,彭新坡,姚仰平,徐金海. SMP准则在计算煤柱极限强度中的应用[J]. , 2010, 31(9): 2987 -2990 .
[5] 原喜忠,李 宁,赵秀云,杨银涛. 东北多年冻土地区地基承载力对气候变化敏感性分析[J]. , 2010, 31(10): 3265 -3272 .
[6] 白 冰,李小春,石 露,唐礼忠. 弹塑性应力-应变曲线的斜率恒等式及其验证和应用[J]. , 2010, 31(12): 3789 -3792 .
[7] 唐利民. 地基沉降预测模型的正则化算法[J]. , 2010, 31(12): 3945 -3948 .
[8] 李占海,朱万成,冯夏庭,李绍军,周 辉,陈炳瑞. 侧压力系数对马蹄形隧道损伤破坏的影响研究[J]. , 2010, 31(S2): 434 -441 .
[9] 蔡辉腾,危福泉,蔡宗文. 重庆主城区粉质黏土动力特性研究[J]. , 2009, 30(S2): 224 -228 .
[10] 宋 玲 ,刘奉银 ,李 宁 . 旋压入土式静力触探机制研究[J]. , 2011, 32(S1): 787 -0792 .