基于二维细观裂隙模型的爆喷型岩爆机制

孟陆波，李昊禹^*，李天斌，李 攀，张彩虹

成都理工大学地质灾害防治与地质坏境保护国家重点实验室，四川成都 610059

摘　要：为探明高地应力隧道爆喷型岩爆演化过程，采用矩阵离散元MatDEM，模拟分析爆喷型岩爆现象，探讨爆喷型岩爆机制。结果表明：（1）爆喷型岩爆是一种缝合带区富含细观裂隙挤压硬岩隧道开挖卸荷扰动作用下，围岩发生突然高速喷射并伴有大量粉尘的现象；（2）爆喷型岩爆演化过程为4个阶段：裂隙激活及发展阶段、裂隙聚集碎岩阶段、破碎岩块高速喷射阶段、破碎岩块自由落体阶段；（3）爆喷型岩爆地质力学模式为张剪-喷射型：富含细观裂隙的挤压硬岩隧道，在开挖卸荷扰动作用下，发生以张拉破坏为主，剪切破坏为辅的聚集性破裂，积聚的弹性应变能突然释放并赋予破碎岩块动能，发生高速喷射。研究成果为缝合带高地应力区硬岩隧道岩爆演化过程提供新的认识。

关键词：爆喷型岩爆；岩爆机制；细观裂隙；MatDEM；工程地质

图4 二维隧道开挖数值模型

图7 数值模拟速度场（单位：m/s）

图9 A1工况裂隙场演化特征

图10 不同围岩介质裂隙场结果