TBM和钻爆开挖条件下隧洞围岩损伤特性研究

采用理论计算的方法分析圆形隧洞TBM开挖和钻爆开挖时边界上初始地应力的卸荷效应,并比较二者的破坏范围。分析结果表明,TBM开挖时开挖边界上的地应力经过一个平稳缓慢的调整过程到达二次应力状态,而钻爆开挖时,地应力则经过一个高速动态调整过程而到达二次应力状态,这一过程将在掌子面附近的岩体中激起动态卸载应力波,波阵面经过处径向应力表现为卸载回弹,切向出现动应力集中,表现为加载,扰动使得隧洞围岩中的动态剪应力增大,促使岩体中微裂纹扩展。因此,初始应力动态卸荷(钻爆开挖)在岩体中所产生的损伤范围比准静态卸荷(TBM开挖)所产生的损伤范围要大;在中高地应力条件下,初始地应力瞬态卸荷所引起的围岩损伤是总体开挖EDZ的重要组成部分。爆破荷载所引起的损伤或开挖卸荷诱发的损伤均可能成为EDZ的主要贡献因素,这主要依赖于地应力水平的高低。