[00119972]深部隧道碎裂围岩大变形演化特征及锚喷支护作用机理研究

深部资源开发中地下洞室围岩中会产生许多碎裂岩体,引起隧道产生大体积塌方等工程事故,给工程带来极大的经济损失和不必要的人员伤亡。因此本课题研究了开挖扰动下裂隙围岩碎裂机理,间隔破裂围岩发展规律及其大变形演化特征,开展了室内试验及大尺度裂隙岩体三维模型试验,分析了碎裂围岩非连续变形及其强度特性,揭示了碎裂围岩大变形特征及其锚喷支护作用机理.提出了施工扰动下诱发的碎裂围岩大变形演化方程及其大体积塌方突变模型和模拟碎裂围岩及其锚喷支护的数值分析方法——基于流形覆盖的离散单元法。同时结合大变形现场试验和实际工程,研究了不同类型喷射混凝土及其锚固形式对碎裂围岩大变形的影响规律,并改进了喷射混凝土工艺及其锚固形式,建立了一套较完整的深部围岩控制理论体系。为深部隧道施工扰动下碎裂围岩大变形诱发的大体积塌方、间隔破裂等工程灾害问题的防治和分析提供了理论基础和技术支撑。 本项目共发表文章EI 及SCI 文章17 篇,获得发明专利授权9 个,获得荣誉奖励4 项。由项目资助的发表论文、专利和奖励。 项目研究成果在六盘山特长隧道工程、广东省潮州至惠州高速公路莲花山隧道工程及福建省长岗隧道工程中进行了应用,多次化解了施工风险,确保了施工质量,提高了施工效率,节约了原材料,避免了经济损失,为保证施工的顺利完成发挥了重要的指导作用,产生了良好的经济效益,具有重要的社会意义。