围岩稳定性判据在工程中的应用

利用6.1节数值分析所获得的结果，应用本著作提出的劈裂破损判据对地下洞室围岩进行稳定性分析，包括劈裂破损区范围，围岩位移的预测等。

将5.2节中提出的判据应用二滩地下洞室开挖分析中，得到了不同的脆性或劈裂破损区范围分布图：

1）应用式（5-1）应力比率法获得的脆性范围区如图6-17所示的虚线内，破裂区深度为27m左右。

2）考虑平均劈裂裂缝为1m时，劈裂破损范围分布如图6-18所示，可以看出主厂房围岩破损区面积相对较小，其劈裂深度为8m左右。

3）考虑平均劈裂裂缝为5m时，劈裂破损范围分布如图6-19所示，主厂房围岩破损区面积开始增大，其劈裂深度为13m左右。

图6-17 脆性破损区分布图

图6-18 劈裂裂缝为1m时，劈裂破损区分布图

图6-19 劈裂裂缝为5m时，劈裂破损区分布图

4）考虑平均劈裂裂缝为10m和20m时，劈裂破损范围分布如图6-20和图6-21所示，主厂房围岩破损区面积增大到一个较为稳定的范围，其劈裂深度为18m左右。

图6-20 劈裂裂缝为10m时，劈裂破损区分布图(www.xing528.com)

图6-21 劈裂裂缝为20m时，劈裂破损区分布图

5）选取Lajtai等[165]提出用抗拉强度和抗压强度表征围岩应力状态的应力比率指数的判据，与本书提出的判据方法进行对比，其破损区如图6-22所示，破损区深度在19m。

通过上述对不同判据的分析结果，可以分析出产生脆性破坏的范围均呈“V”形分布，但深度有所不同。应力比率的判据获得的破损区范围较大，而考虑不同劈裂裂缝的影响的判据因为考虑脆性岩石相关的参数，因此获得破损区范围相对较小。结合二滩工程现场观测到的20m深度范围的结果，可以看出本书提出的判据更贴近实际情况。而Lajtai经验公式获得的破损范围也跟本文的判据较为贴近，进一步证实了劈裂判据的可行性。

图6-22 Lajtai经验公式，劈裂破损区分布图

图6-23中描述了二滩工程主厂房开挖之后，应力状态随着向围岩深部发展变化的趋势图。从图中可以看出，近洞室表面由于卸荷造成应力释放应力水平降低，但往深部一定范围有转移现象，随后又趋于原岩受力状态。将各点的受力状态定位到图3-1中，并通过式（5-21）可以获得相应的裂纹密度的比率Γ，据此获得相应的总位移量值，即预测位移值，如图6-24所示。

图6-23 开挖后，随洞室围岩进深的应力变化及其裂纹位移比率Γ示意图

通过图6-24可以看出弹性位移和考虑裂纹张开的总位移对比图，并得到围岩的最大位移约为58mm。这与工程观察到的位移为50mm较为相近，因此通过考虑裂纹张开预测的围岩位移更符合实际。这也解释了很多研究者通过连续介质数值分析方法获得的预测位移跟实测位移相差较大的原因。

图6-24 弹性位移和预测位移对比图