脆性岩体开挖损伤区范围与影响因素研究

李建贺 1，2，盛 谦 1 ，朱泽奇 1 ，刘世伟 1，2，程红战 1，2，周兴涛 1，2

(1. 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室，湖北 武汉 430071；2. 中国科学院大学，北京 100049)

摘 要：在脆性岩体地下工程开挖损伤区中，由应力导致的围岩损伤破裂占据主要地位。基于地下洞室开挖破坏数据 库，修正了 Kaiser 等人提出的预测硬岩损伤区深度的经验公式，通过考虑原位应力比的影响，修正后的经验公式在拟 合优度和预测准确性方面均有了一定程度的改善。为进一步研究开挖损伤区的范围及影响因素，提出了起裂判据 CIC 作为损伤区的力学表征指标，经对比验证，采用 CIC 判别的损伤区深度与经验公式预测值及现场实测值较为吻合，表 明 CIC 作为损伤区表征指标具有较好的可行性；在 CIC 基础上，分析了洞室形状、方位对围岩诱发应力和损伤区范围 的影响，研究表明，在高地应力场条件下，“谐洞”并不是最合理的洞形，而通过在小主应力方向上设置小曲率半径， 可将高压缩应力限制在局部范围内，从而避免洞室围岩大范围的损伤破裂。相关认识和结论具有一定理论和工程意义。 

关键词：地下洞室；开挖损伤区（EDZ）；经验公式；起裂判据（CIC）；洞室形状；曲率半径

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