地下洞室围岩脆性破坏时的应力特征研究

王成虎 1 ，宋成科 1 ，刘立鹏 2 

（1. 中国地震局地壳应力研究所，北京 100085；2. 中国水利水电科学研究院 岩土工程研究所，北京 100048） 

摘 要：在高应力作用下，岩爆、钻孔崩落、片帮都是地下空间硬脆围岩中常见的破坏现象，这三类现象本质上均可归于完 整岩体的脆性破坏，它们分别反映了高应力作用下完整岩体不同的破坏程度。通过对前人关于岩爆判据、钻孔崩落判据和片 帮应力强度比判据研究成果的类比分析可知，这些脆性破坏现象在破坏时具备相同的应力背景条件。脆性破坏的应力条件可 以用地下空间周边切向最大应力与岩石单轴抗压强度之比（σθ max /σ ci ）或者工程区最大主应力与岩石单轴抗压强度之比 （σ1 /σ ci ）来描述，两种指标本质上反映了相同的应力背景条件。对于σθ max /σ ci ，σθ max /σ ci = 0.4 ± 0.1 是发生脆性破坏的 应力临界条件；对于σ1 /σ ci ，σ1 /σ ci = 0.15 ± 0.05 是发生脆性破坏的应力临界条件。大量的工程实例和基于 Hoek-Brown 强 度准则的力学分析也证明了这一背景条件的正确性。这里两种指标都取了一个范围，主要是由于不同的岩体分级、岩性和工 程地质条件会对指标的界定产生较为显著的影响。 

关 键 词：高应力；脆性破坏；岩爆；钻孔崩落；应力强度比

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