为此,在国家自然科学重点基金和面上基金支持下,岩土力学与工程国家重点实验室智能岩石力学组科研人员基于锦屏地下实验室II期工程的声波测试和钻孔摄像原位测试结果,提出了一种用于估计深部洞室脆性岩体开挖损伤区的综合预测方法(图1)。这一方法是根据钻孔尺度(图2中的第一阶段)上的岩体节理分布和Vp–H曲线来估计洞穴/隧道尺度上的(图2中的第二阶段)围岩劣化模型(RDM)的主要输入参数,并利用基于RDM模型和弹模劣化指标(EDI)的弹塑性数值模拟,从实测的二维EDZ范围外推出完整的三维EDZ空间分布。
基于该开挖损伤区综合预测方法获取了锦屏II期工程D1地下实验室的EDZ范围,预测结果与实际情况吻合良好(图3)。表明这一开挖损伤区综合预测方法可为高应力地下洞室的开挖支护设计方案优化提供依据。相关研究成果发表于地球科学top期刊Geoscience frontiers。
图1 深部洞室脆性岩体开挖损伤区综合预测方法工作流程
图2 深部洞室脆性岩体开挖损伤区综合预测方法的主要三个阶段
图3 基于综合方法预测的开挖损伤区和实际脆性破坏位置对比