地应力与断层对地下洞室围岩稳定性的影响分析

"自然地应力场对含断层地下洞室围岩稳定性影响规律的研究文章，由黄达和黄润秋撰写，强调了自然应力场和结构面在地下岩体工程稳定性中的关键作用。通过数值计算和实际工程的变形监测，文章揭示了几个关键发现：1) 随着侧压系数增大，含断层围岩的稳定性下降；2) 断层的位置对围岩稳定性有显著影响，在不同应力状态下表现各异；3) 当断层不与洞室开挖面相交且水平构造应力大时，可能导致更严重的变形或更广泛的失稳。该研究对于大型地下洞室的稳定性评估具有重要参考价值。关键词包括岩石力学、地下洞室、地应力、断层和围岩稳定。" 本文是关于地下洞室围岩稳定性的专业研究，重点关注自然地应力场和断层对地下工程的影响。作者首先指出，地下岩体工程中的围岩失稳主要由开挖导致的应力重分布引起，而这一过程是否会导致危险程度的应力重分布取决于初始地应力场、岩体特性以及开挖设计。地应力和地质结构面是决定地下工程围岩稳定性的基础要素。 为了研究这些因素，作者运用了FLAC3D软件进行数值模拟，选择直墙拱形地下洞室作为案例，考虑了不同地应力场和断层角度（30°、60°、90°）下的各种情况。模型中，断层与洞室的关系被设定为不相交或相交，以此模拟不同的工况。作者创建了六种模型，包括五种包含不同倾角断层的模型和一种完整岩体模型。模型假设断层走向平行于洞室轴线，洞室尺寸固定，断层宽度和距离开挖边界的最小距离也已设定。 通过对这些模型的计算和分析，作者得出结论：1) 侧压系数增大导致围岩稳定性降低，这可能与应力集中和岩体破裂有关；2) 断层位置对稳定性的影响显著，例如在某些应力状态下，断层靠近洞室可能会加剧应力变化，导致不稳定；3) 当断层不直接穿过洞室且水平构造应力大时，可能引发更大的变形，因为这会改变应力分布，使岩体更容易发生非均匀变形。 这项研究的结果对于理解和预测含断层地下洞室的稳定性至关重要，为大型地下工程的设计和安全评估提供了科学依据。未来的研究可以进一步探究其他因素，如地下水、岩体性质的变化以及不同类型的地质结构面对围岩稳定性的影响，以完善现有的理论模型。