基于Hoek-Brown准则的最小安全岩层厚度模型研究

摘要：

针对岩石断裂突水的非线性破坏特征,将Hoek-Brown准则等效成Mohr-Coulomb准则,建立基于Mohr—Coulomb准则和虚功原理的防突岩层安全厚度模型,推导了最小安全岩层厚度计算公式.公式表明,最小安全岩层厚度主要受隧道埋深、溶腔水压和完整岩石试样抗压强度的影响,同时还受岩石结构类型、岩体风化状况、爆破扰动和应力松弛等因素的影响.文章定义了”单调突变水压”,用其来表示最小安全岩层厚度随埋深变化曲线单调性突变的临界溶腔水压值,同时定义了”特征水压”,用其来表示不同埋深下最小安全岩层厚度相等时的临界水压值.以某隧道为例,研究最小安全岩层厚度随主要参数的变化规律,研究表明溶腔水压小于单调突变水压时,最小安全岩层厚度随埋深的增大而减小,溶腔水压大于单调突变水压时,最小安全岩层厚度随埋深的增大而先增大后减小;当不同埋深下隧道掌子面前方溶腔水压达到特征水压时,最小安全岩层厚度值相等;同时最小安全岩层厚度随岩石试样单轴抗压强度增大而减小.将该模型运用于某铁路隧道中,预测结果可靠.研究成果可以应用于隧道突水灾害的风险评价中,对突水风险管控有一定意义.

关键词：Hoek-Brown准则、最小安全岩层厚度、计算模型、突水

分类号：U45(隧道工程)

在线出版日期：2017-11-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：91-94,112