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岩爆发生的机理分析及防治措施综述岩爆发生的机理分析及防治措施综述摘要：深部洞室的岩爆已成为水利、隧道、深部采矿工程建设的突出问题。
近年来，我国在深部采矿，隧道开挖等工程领域快速发展，由于工程经验相对较少，且多数理论研究成果很难解释岩爆的发生机理，因此对岩爆的发生机理及防治措施研究显得尤为重要和迫切。
通过介绍已有的岩爆发生机理，比较现有的岩爆发生机理，指出各岩爆机理的优缺点，并提出需要改进的部分，并对相关的隧洞工程总结有效的防治措施。
最后结合当前的研究现状提出几点见解，以期为岩爆区的工程设计、施工建设提供有益参考。
关键词：岩爆；地应力；应变能；隧洞；断裂力学E-mail：ambitiousxjfeng@引言自1738年在英国锡矿坑道中首次发现岩爆现象以来，各国在深部地下工程中的岩爆现象越来越多，这与人类不断向深部开采资源，发展地下空间的活动密切相关。
岩爆作为一种人类地下深部工程活动的产物，其定义众多，目前尚未有统一的认识。
广泛被接受的定义：在高地应力深部地下洞室中，脆性岩石卸荷造成存储的应变能突然释放，使洞室围岩出现崩落，甚至弹射并伴随爆裂声的一种动力失稳现象[1]。
岩爆的发生会给工程造成巨大的损失，严重的情况会造成大型机械设备的损坏以及人员的伤亡，因此对深部岩石的岩爆现象研究显得特别重要。
随着矿山、水利水电、铁路公路交通隧道等工程向深部发展，岩爆作为一种地质灾害现象，其发生越来越频繁。
[2]岩爆作为一种复杂的深部地下工程活动现象，其发生原因受多种因素的影响，因此对岩爆形成的机理研究以及准确预测显得特别困难。
为解决当前我国深部地下工程活动中的地质灾害问题，需要对岩爆发生的力学机理，物理现象做深入的研究，结合室内试验，现场试验以及现场检测对其发生的时间，发生的强度、烈度做进一步精确的预测。
我国自1933年在抚顺胜利煤矿报道岩爆事故以来，已记载了大量的工程岩爆事故，特别近几年来，随着我国不断向深部地下空间发展，岩爆现象发生频繁。
隧道工程中的岩爆与构造活动分析与预测隧道工程中的岩爆与构造活动分析与预测隧道工程是一项复杂而又危险的工程，其中一个重要的问题就是如何预测和控制岩爆和构造活动。
岩爆和构造活动是指在隧道开挖过程中，由于地质条件的复杂性和不确定性，导致岩石的破裂、坍塌和移动等现象。
这些现象不仅会对隧道工程造成损害，还会对施工人员的生命安全造成威胁。
因此，岩爆和构造活动的分析与预测对于隧道工程的安全和顺利进行至关重要。
岩爆是指在岩石中存在的能量积累到一定程度时，由于压力等因素的影响，导致岩石瞬间释放能量，并产生爆炸效应的现象。
岩爆的发生不仅会对隧道工程造成直接损害，还会产生巨大的冲击波和飞石，对施工人员的生命安全造成严重威胁。
因此，对于岩爆的分析与预测是隧道工程中必不可少的一项工作。
岩爆的分析与预测需要综合考虑多种因素，包括地质条件、岩石物性、地应力状态、开挖方式等。
其中，地质条件是影响岩爆发生的最主要因素之一。
地质条件复杂、地层变化剧烈的地区容易发生岩爆。
此外，岩石物性也是影响岩爆发生的重要因素之一。
岩石物性不同，其抗压强度和断裂韧度也不同，从而影响了岩爆的发生概率和规模。
地应力状态也是影响岩爆发生的重要因素之一。
当地应力状态较大时，岩石中的应变能量会积累得更多，从而增加了岩爆发生的概率。
最后，开挖方式也是影响岩爆发生的重要因素之一。
不同的开挖方式会对地层产生不同的影响，从而影响了岩爆发生的概率和规模。
针对岩爆的分析与预测，目前主要采用了多种方法。
其中，最常用的方法是基于经验公式的预测方法。
这种方法通过对已有的实际工程数据进行统计和分析，得出了一系列与地质条件、开挖方式等有关的经验公式，从而可以预测出隧道开挖过程中可能发生的岩爆情况。
此外，还有一些基于数值模拟的方法，如有限元法、离散元法等。
这些方法可以通过建立数学模型来模拟隧道开挖过程中可能发生的各种情况，并进行预测和分析。
除了岩爆外，构造活动也是隧道工程中需要考虑的一个重要问题。
二郎山隧道岩爆特征与治理措施1、岩爆特征高地应力区的一个显著地质特征是岩芯饼裂现象，饼越薄地应力值越大。
（1）岩爆发生在石英砂岩、粉砂岩、砂岩、部分砂质泥岩及泥岩与灰岩、粉砂岩、砂岩夹层中的硬质岩层中，围岩类别属IV、V 类。
（2）岩爆多发生在掌子面及1~3倍洞径范围，距齐头20m左右最为强烈，也有滞后200m的；发生时间与距离是对应的，一般是在2~8小时内，也有滞后1~2天的，有些段落滞后1~2个月或几个月后发生。
刚遇到岩爆时的表现是岩体内有声响，但无石块爆落，随着掘进深度的增加地应力值的加大则出现了明显的岩石撕裂声与岩片爆落，有的还有弹射，形成深1~2m深的三角形爆坑。
（3）岩爆声响既发生在掌子面也发生在岩体内部，轻微岩爆的声响较为清脆，可听啪、啪""嘎、嘎"的声响，强烈岩爆段所发出的声响较为沉闷，像"澎、澎"的声音并夹有"啪、啪"的声响.（4）岩爆破坏形式为劈裂破坏与剪切破坏两种，破坏程度上总体属爆裂脱落型，即一级岩爆，仅为数不长的地段出现了弹射现象，属二级岩爆，并有随时间延续向深部发展的特征。
隧道周边均有岩爆活动，但拱部和两侧边墙部位相对居多，其次为拱肩部位，这与岩体应力状况有关。
（5）岩爆爆坑大多数呈"锅底"形，坑边沿多为阶梯形。
强烈岩爆段爆坑多为"V"形。
破裂面以新鲜破裂为主，少数沿原有裂隙面。
爆落岩块多呈不规则的棱块状，也有呈中厚边薄的椭圆状。
（6）断裂带两侧或软弱结构面附近往往形成局部应力集中区，故两侧硬岩中岩爆现象较为明显，而断层带部位一般不发生岩爆。
在不同岩性软硬相间的岩层中，硬质岩易发生岩爆。
（7）岩爆区段一般较为干燥，有地下水出露的地方无岩爆产生。
（8）开挖洞室（正洞、平导）大小及相邻洞室（正洞与平导相距42.5m、平导滞后主洞）施工对岩爆的产生似无明显影响。
（9）岩爆的剧烈程度与洞室埋深基本对应，但也有非对应的，相对严重地段距洞口距离为1700m、1960m（东口）、1290m（西口），相对应埋深为710m、775m（最大埋深）、425m。
第27卷 第10期岩石力学与工程学报 V ol.27 No.102008年10月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Oct .，2008收稿日期：2008–06–10；修回日期：2008–07–15作者简介：张镜剑(1931–)，男，1956年毕业于清华大学水利水电工程系水工结构研究生班，现任教授，主要从事水工结构和岩土工程方面的教学与研究工作。
E-mail ：zhang_jing_jian@岩爆及其判据和防治张镜剑1，傅冰骏2(1. 华北水利水电学院 水利工程系，河南 郑州 450011；2. 中国科学院 地质与地球物理研究所，北京 100029)摘要：岩爆研究可以追溯到18世纪上半叶。
迄今为止，虽然诸多科研成果已经问世，但岩爆仍然是一个世界性难题。
作为一般性的论述，首先提供一些背景材料，涉及到国内外一些工程实例、研究方法等。
然后，叙述国际范围内常用的一些岩爆判据和岩爆分级方法；论述岩爆的预测和预报；对岩爆防治，包括应力解除钻孔、注水湿化和锚固等方法进行综述。
最后，对锦屏二级水电站辅助洞发生的岩爆实例进行重点介绍，并在综合已有资料的基础上对岩爆判据、分级及防治等提出意见和建议。
关键词：爆炸力学；岩爆判据；岩爆分级；岩爆防治中图分类号：O 38；TU 45 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2008)10–2034–09ROCKBURST AND ITS CRITERIA AND CONTROLZHANG Jingjian 1，FU Bingjun 2(1. Department of Water Conservancy Engineering ，North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power ，Zhengzhou ，Henan 450011，China ；2. Institute of Geology and Geophysics ，Chinese Academy of Sciences ，Beijing 100029，China )Abstract ：The research on rockburst could be traced back to the first half of the 18th century. Since then ，although a great deal of scientific achievements have been published ，this topic is still an outstanding problem worldwide so far. As an overall review ，this paper presents first some background information relating case histories ，research methodologies etc. at home and abroad. And then ，the criteria and classification of rockburst commonly used at home and abroad are described. The forecast and prediction of rockburst phenomena are discussed too. After that ，the rockburst control ，including stress relief drilling ，water injecting ，anchoring etc. are overviewed. Finally ，a key case history related to the rockburst phenomena occurring in the auxiliary adit of the Jinping II Hydropower Station is described emphatically. On the basis of analyzing the previous information ，some practical methods for classification ，prevention and mitigation of rockburst are proposed.Key words ：explosion mechanics ；rockburst criteria ；classification of rockburst ；rockburst control1 引 言在深埋、硬脆性围岩的地下洞室或隧洞(隧道)中，有可能产生岩爆这样一种特殊的岩石力学现象。
文章编号:0451-0712(2000)12-0002-04二郎山隧道在高地应力条件下大变形破坏机理的研究及治理原则李永林(四川省交通厅高速公路管理局 成都市 610041) [摘要] 该文分析了经典小变形理论在大变形中运用的不合理性,阐明了大变形发生的基本条件和破坏机理,提出了以剪切变形产生破坏、断裂分段是围岩大变形的形质准则;以岩体内的应变(应力)流线产生“台阶”现象作为工程研究中产生大变形的判别依据;用锚杆穿越剪切错动分离面,阻止“台阶”处剪切错动分离面的产生和发展,作为治理大变形的主要工程手段。
关键词 二郎山隧道 高地应力 大变形文献标识码:B 川藏公路的咽喉工程二郎山隧道为山体深埋特长隧道,地处二郎山断裂带高应力梯度带边缘,同时,又急速转向大相岭地块腹地应力平稳带的过渡地带。
经采用水压致裂法测量,其成果表明:二郎山隧道处于高地应力区内,最大水平主应力>50 M Pa。
工程实践证明,在高地应力地区开挖地下洞室,软质岩段将产生塑性大变形。
尽管对大变形的预测,国内外学者已做过不少的研究工作,但对高地应力理论的研究不尽成熟,加之地质岩体状况复杂多变,测试手段有限,到目前,尚无统一的判别依据和分级标准。
为了顺利建成二郎山隧道,对软弱围岩在高地应力条件下大变形的发生和破坏机理进行系统的理论分析和研究是非常必要的。
1 研究内容高地应力对深埋隧道工程影响是十分显著的。
到目前为止,由于高地应力而形成的软岩大变形的概念、大变形产生的机理、大变形的定义和判别标准、大变形的治理方法等等,都没有统一的认识,并且以小变形理论为基础,来研究和分析大变形显然不合理。
因此,着重采用以下的研究内容和方法:(1)采用特征线方法理论研究在高地应力条件下的围岩变形规律。
推导在非静水应力场条件下(Κ≠1),服从M oh r—Cou lom n屈服准则,及不相关联塑性流动势的软弱围岩,圆形隧道平面变形问题的塑性区位移场数学表达式以及分布形状和范围。
