水压致裂地应力测试在山区隧道勘察中的应用
摘要:深埋隧道的线路布设和围岩稳定性受制于地应力条件。水压致裂法是目前普遍使用且成熟的深埋隧道地应力测试方法。通过采用水压致裂法对华东山区某隧道原位地应力进行测试，取得了最大、最小水平主应力等力学参数，分析了地应力特征，为隧道线路布设和围岩岩爆预测提供数据支撑。研究表明：隧道水平主应力随埋深线性增加，地应力类型由浅到深分别发育逆冲型应力和走滑型应力2种应力类型，隧道埋深处最大水平主应力的优势方向与区域地质构造应力方向一致，最大水平主应力与隧道走向夹角小于最优夹角，对围岩稳定性有一定影响；围岩岩爆风险整体上随深度的增加而增加，研究隧道埋深处围岩可能有轻微岩爆现象，应采取相关措施及时释放围岩地应力，以保证施工安全。研究结果对今后山区油气管道、交通运输等工程建设的勘察、规划设计提供参考。
Abstract:The layout of deep buried tunnels and the stability of surrounding rocks are closely related to ground stress conditions. The hydraulic fracturing method is a widely used and mature in-situ stress testing method for deep-buried tunnels. The hydraulic fracturing method was used to test the in-situ ground stress of a tunnel in East China mountainous area, and the maximum and minimum horizontal principal stress and other mechanical parameters were obtained, the characteristics of ground stress were analyzed, which can provide a scientific basis for the layout of tunnel lines and the prediction of rock burst in the surrounding rock. The research showed that the horizontal principal stress of the tunnel increases linearly with the buried depth, and two stress types of thrust stress and strike-slip stress were developed from shallow to deep, respectively. The dominant direction of the maximum horizontal principal stress in the buried depth of the tunnel is consistent with the direction of regional geological tectonic stress, and the angle between the maximum horizontal principal stress and the tunnel strike is less than the optimal angle, which has a certain impact on the stability of surrounding rock. The rock burst risk of surrounding rock increases with the increase of depth, there may be slight rock burst in the surrounding rock at the depth of the tunnel, and relevant measures should be taken to release the ground stress of surrounding rock in time to ensure the construction safety. The research results provide a certain technical reference for the survey, planning, and design of oil and gas pipelines, transportation, and other engineering construction in mountainous areas in the future.
中文标题：
水压致裂地应力测试在山区隧道勘察中的应用
Hydrofracturing Ground Stress Testing in Tunnel Survey in Mountainous Area
作者：
唐辉1, 2,,张瑞松1, 2,孙凯1, 2
Tang Hui1, 2,,Zhang Ruisong1, 2,Sun Kai1, 2
作者简介:唐 辉，男，1988年生，汉族，陕西西安人，硕士，高级工程师，主要从事岩土工程、水文地质勘察及岩土工程设计工作。E-mail：460745175@qq.com
通讯地址：
1.机械工业勘察设计研究院有限公司，陕西西安 710043 2.陕西省特殊岩土性质与处理重点实验室，陕西西安 710043
1.ChinaJikanResearchInstituteofEngineeringInvestigationsandDesign,Co.,Ltd.,Xi'an710043,Shaanxi,China 2.ShaanxiProvincialKeyLaboratoryofSpecialGeotechnicalPropertiesandProcessing,Xi'an710043,Shaanxi,China
中图分类号:U452
doi:10.3969/j.issn.1007-2993.2024.04.016
出版物：岩土工程技术
收稿日期:2023-07-17
网络出版日期:2024-08-09
刊出日期:2024-08-09
关键词:深埋隧道,水压致裂法,地应力,围岩岩爆
Key words:deep tunnel,hydraulic fracturing method,ground stress,rock burst of surrounding rock
文档包含图片数量：图片(8)张
文档包含表格数量：表格(3)个
参考文献：
[1]王成虎, 邢博瑞, 陈永前. 长大深埋隧道工程区地应力状态预测与实例分析[J]. 岩土工程学报,2014,36(5):955-960.
[2]邢 军, 王建斌, 蒋 蕾, 等. 圭嘎拉高速公路隧道地应力特征及岩爆预测[J]. 水文地质工程地质,2019,46(2):170-177.
[3]徐正宣, 孟 文, 郭长宝, 等. 川西折多山某深埋隧道地 应力测量及其应用研究[J]. 现代地质,2021,35(1):114-125.
[4]雷 龙. 水压致裂地应力测试法在秦岭隧洞中的应用[J]. 水电能源科学,2023,41(2):191-194.
[5]张小林, 应 黎, 赵冬安. 超深勘察钻孔ASR法地应力测试技术应用[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022: 52.
[6]柯善剑, 冉 立, 高桂云, 等. 深埋特长隧道高地应力状态评价及复核研究[J]. 工程勘察,2022,50(7):8-14.
[7]赵国平, 陈文华, 马 鹏, 等. 水压致裂法地应力测试在水电工程中的应用[J]. 长江科学院院报,2013,30(11):77-82. doi: 10.3969/j.issn.1001-5485.2013.11.015
[8]王知深. 岩石水压致裂的机理研究及非连续变形分析计算[D]. 济南: 山东大学, 2019.
[9]杨树新, 姚 瑞, 崔效锋, 等. 中国大陆与各活动地块、南北地震带实测应力特征分析[J]. 地球物理学报,2012,55(12):4207-4217.
[10]景 锋, 盛 谦, 张勇慧, 等. 中国大陆浅层地壳实测地应力分布规律研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2007, 26(10): 2056–2062.
[11]张重远, 杜世回, 何满潮, 等. 喜马拉雅东构造结西缘地应力特征及其对隧道围岩稳定性的影响[J]. 岩石力学与工程学报,2022,41(5):954-968.
[12]余 莉, 尤哲敏, 陈建平, 等. 高地应力地区隧道围岩分级研究[J]. 现代隧道技术,2015,52(3):23-30.
[13]陈兴强. 基于地应力侧压系数的青藏高原东南缘区域性岩爆预测研究[J]. 铁道标准设计,2020,64(7):44-49.
[14]谭 展, 范柱国, 严 飞, 等. 九顶山隧道地应力特征及岩爆预测[J]. 工程勘察,2017,45(9):21-25.
[15]郭长宝, 张永双, 邓宏科, 等. 基于岩爆倾向性的高黎贡山深埋隧道岩爆预测研究[J]. 工程勘察,2011,39(10):8-13.
[16]TB J449—2016 铁路隧道设计规范[S].2017.
[17]徐林生, 王兰生. 二郎山公路隧道岩爆发生规律与岩爆预测研究[J]. 岩土工程学报,1999(5):569-572.
[18]陶振宇. 高地应力区的岩爆及其判别[J]. 人民长江,1987(5):25-32.
[19]RUSSENES B F. Analysis of rock spalling for tunnels in steep valley sides (in Norwegian) [D] . Norway: Norwegian Institute of Technology, 1974.
基金项目：
- 文件大小:
- 1.36 MB
- 下载次数:
- 60
-
高速下载
|
