王炀等-RMRE：岩爆与板裂化差异特征研究

　　为满足国家经济建设发展的需要，西部山区待建大量的隧道工程，该区域隧道埋深较大，处于深部环境，受复杂地质环境及工程开挖扰动等因素影响，深部岩体开始出现了浅部少见的非常规破坏现象，这些现象可以以缓慢渐进的破坏形式发生，如板裂化破坏；或者以快速剧烈的破坏方式发生，如岩爆破坏。岩体发生板裂化破坏会形成近似平行隧洞表面的岩板，一层一层发生剥落，而岩爆发生在开挖临空面，通常表现为岩石的高速弹射或者爆裂，并伴随着应变能的突然释放，往往会造成人员伤亡和经济损失，给深部隧道工程建设带来了重大的威胁。

　　为了揭示板裂和岩爆破坏的关系，中国地质科学院地质力学研究所开展了板裂化破坏实验和动力扰动条件下的岩爆实验研究，再现了板裂化破坏和岩爆过程，探索了两者之间的联系和差异。主要结论有：（1）岩爆破坏主要包括平静期、颗粒弹射、岩片剥落和岩爆四个阶段，表现出明显的动态破坏特征；而板裂化破坏只包括平静期和岩片剥落两个阶段，是一种缓慢渐进的静态破坏。（2）岩爆破坏表现出明显的高幅低频的特征，呈现张剪耦合破坏特征，而板裂化破坏为低幅值信号，主要以张拉破坏为主。（3）岩爆破坏和板裂化破坏均形成了明显的V形槽，但是其形态特征却不一样。岩爆破坏V形槽为“窄而深”特征，板裂化破坏V形槽为“宽而浅”特征。

　　岩爆问题在我国西北地区隧道工程中广泛分布且危害严重，是工程地质领域一直关注的热点和难点问题。近年来，随着西部地区重大铁路工程和水利工程的陆续上马，岩爆问题将更加突出，本文的研究对于对重大工程建设遇到的岩爆问题将提供有效的支撑和帮助。

　　该研究由院所长基金项目（DZLXJK202210）和国家自然科学基金项目（(52074299 、41941018）联合资助，成果已发表于岩石力学与工程top期刊《Rock Mechanics and Rock Engineering》上。

　　链接：https://doi.org/10.1007/s00603-022-03203-0

　　 

　　（a）岩爆破坏过程

　　

　　（b）板裂化破坏过程

　　图1 岩爆和板裂化破坏过程

　　 

　　（a）岩爆声发射特征

　　 

　　（b）板裂化声发射特征

　　图2 岩爆和板裂化声发射信号特征