高地溫高應(yīng)力隧道巖爆特征及機制研究

嚴 健，何 川，汪 波，徐國文，吳枋胤，潘 朋

(1.西南交通大學 交通隧道工程教育部重點實驗室， 四川 成都 610031；2. 西南交通大學 土木工程學院，四川 成都 610031；3. 中鐵二院工程集團有限責任公司， 四川 成都 610031)

地處青藏高原的川藏鐵路全長1 551 km，是目前我國重點建設(shè)的項目之一。沿線高地應(yīng)力隧道35座、高地溫隧道13座，高地溫高地應(yīng)力共存的隧道有12座[1]。在已開工建設(shè)的拉(薩)林(芝)段及毗鄰的拉(薩)日(喀則)鐵路隧道中高溫熱害和巖爆現(xiàn)象十分突出，例如拉日鐵路吉沃西嘎隧道巖溫最大值為57 ℃，桑珠嶺隧道巖溫最大達到89.5 ℃。在桑珠嶺隧道中，巖爆里程占到了總里程的55%。巖爆具有發(fā)生突然性、高危性特點和動力失穩(wěn)特征，在高地應(yīng)力隧道及地下工程開挖過程中發(fā)生頻率極高[2]。

圍繞巖爆的發(fā)生機制、發(fā)生條件、影響因素等方面，國內(nèi)外眾多專家學者進行了廣泛深入研究。Ortlepp等[3]、馮夏庭等[4]系統(tǒng)研究了巖爆機制和巖爆孕育過程；徐林生[5]深入研究了巖爆爆源機制、破壞機制以及巖爆產(chǎn)生條件；He等[6]利用深部巖爆過程試驗系統(tǒng)從應(yīng)力強度角度對巖爆分類、巖爆判據(jù)進行了研究。針對高地溫隧道，李天斌等[7]等研究了硬脆性巖石熱-力-損傷模型， 蒙偉等[8]通過疊加原理，將溫度應(yīng)力場疊加到重力及構(gòu)造應(yīng)力場中得到了與高地溫相符的巖體初始地應(yīng)力場；蘇國韶等[9]、胡躍飛等[10]、趙國凱等[11]分別就高溫后、高溫和應(yīng)力循環(huán)作用下花崗巖巖爆、巖石力學特性做了分析；嚴健等[12]就高地溫對隧道巖爆發(fā)生的影響性做了探討；宮鳳強等[13]就深部直墻拱形隧洞圍巖板裂破壞開展了模擬試驗研究。在利用工程現(xiàn)場資料統(tǒng)計分析方面，相關(guān)學者分別對桑珠嶺隧道和巴玉隧道[14]、錦屏二級水電站引水隧洞[15]等大型工程的巖爆特征和巖爆機理進行了分析。上述成果對研究不同環(huán)境下的隧道巖爆特征和成因機制提供了借鑒。

本文以川藏鐵路拉林段桑珠嶺隧道巖爆為研究對象，就隧道開挖過程中觀察記錄的190組巖爆數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，并基于現(xiàn)場測試、數(shù)據(jù)反演分析和數(shù)值計算，就隧道巖爆高發(fā)里程段內(nèi)巖爆基本特征、初始地應(yīng)力、開挖卸荷洞周二次應(yīng)力、高地溫以及洞壁溫降量等特征展開研究，最后基于熱力耦合計算探討了高地溫隧道巖爆機制。

1 工程概況

川藏鐵路拉(薩)林(芝)段桑珠嶺隧道位于西藏自治區(qū)山南市桑加峽谷區(qū)、雅魯藏布江縫合帶，全長16.449 km。受印度板塊向歐亞板塊相俯沖碰撞影響，桑珠嶺隧道高地溫特征顯著[16]。

桑珠嶺隧道設(shè)計之初即判定為Ⅰ級風險隧道。在隧道施工過程中產(chǎn)生十分頻繁、輕微到劇烈程度不等的巖爆災害。

在D1K179+740—D1K189+420段里程內(nèi)(隧道第二橫通道大小里程方向)，隧道埋深在300～1 500 m之間，且全隧最大深埋和最小深埋均位于該里程段，同時，受沃卡斷層、巴玉斷層地質(zhì)構(gòu)造作用影響，該里程段初始地應(yīng)力場復雜且多變，見圖1。

圖1 桑珠嶺隧道縱斷面圖

地質(zhì)背景調(diào)查顯示，沃卡斷層全長約60 km，寬近150 m，呈W、NW傾向、近SN—NE向展布；巴玉斷層呈近南北向展布，斷裂帶寬10～20 m，于DK183+645里程處與隧道洞身垂直相交。在上述斷層兩側(cè)，巖體均為中細粒角閃黑云英石閃長巖(K2M)，就巖體脆性系數(shù)和巖體儲存最大彈性應(yīng)變能分析顯示，該類圍巖具有輕微—中等級別的巖爆傾向性。

2 巖爆及巖爆特征分析

巖爆的發(fā)生機制極其復雜，相關(guān)學者從不同角度對巖爆進行了定義。Russenes[17]認為只要巖體破壞時有聲響、有新鮮破裂面，且產(chǎn)生片幫、爆裂松脫、剝離甚至彈射等現(xiàn)象即可稱為巖爆(一般的冒頂、塌方、掉塊和片幫如不具有相應(yīng)的聲響特征且無新鮮破裂面則不屬于巖爆)；譚以安[18]認為只有產(chǎn)生彈射、拋擲性破壞者才能稱為巖爆(無動力彈射現(xiàn)象的破裂歸屬于靜態(tài)下的脆性破壞)；從巖爆引發(fā)地層震動以及巖爆對工程的損傷角度，Cai等[19]總結(jié)認為只有以突然、劇烈的方式發(fā)生的，且引起地層震動、會對隧道或礦井的開挖造成破壞的圍巖損傷才能被稱為巖爆(僅產(chǎn)生地震但本身不造成破壞的不屬于巖爆)。徐林生等[20]基于川藏公路二郎山隧道巖爆研究，從巖爆的力學機制出發(fā)認為：因開挖卸荷引起高地應(yīng)力地下硐室圍巖產(chǎn)生應(yīng)力分異造成巖石內(nèi)部破裂、彈性應(yīng)變能突然釋放，進而引起的巖體爆裂剝落、彈射甚至拋擲性破壞現(xiàn)象均為巖爆。

目前，對涉及高溫高地應(yīng)力隧道的巖爆研究正在開展，所涉及的巖爆烈度分級及分級依據(jù)還沒有專題報道，為此，借鑒Russenes[17]、譚以安[18]、徐林生等[20]學者研究成果，巖爆烈度分級及主要分級依據(jù)見圖2。參考圖2中的巖爆烈度分級依據(jù)，綜合工程現(xiàn)場實錄的巖爆形跡、發(fā)生范圍、發(fā)生和持續(xù)時間、巖爆影響深度、聲響，將桑珠嶺隧道巖爆分為輕微、中等、強烈、劇烈4個等級(分別以數(shù)字1～4代表以上等級)。

現(xiàn)場不完全統(tǒng)計顯示，桑珠嶺隧道全隧巖爆次數(shù)高達9萬多次，且同一里程處巖爆呈現(xiàn)多形式、多層次錯綜復雜的特征。為厘清主次并方便統(tǒng)計分析，將從打鉆開始到近掌子面圍巖發(fā)出聲響同一時段內(nèi)連續(xù)發(fā)生的巖爆記作一組，以該組巖爆的最高烈度及最顯著破壞特征作為巖爆的主體特征?，F(xiàn)對2016年11 月—2017年11月施工期間，桑珠嶺隧道第二橫通道工區(qū)D1K183+000—D1K186+500段(共3 500 m)190組巖爆實錄資料進行統(tǒng)計分析。

2.1 巖爆基本特征統(tǒng)計

2.1.1 不同烈度巖爆發(fā)生位置分布特征

在截取的隧道3 500 m范圍內(nèi)，隧道橫斷面內(nèi)不同位置巖爆發(fā)生概率分布圖和各部位不同烈度巖爆統(tǒng)計結(jié)果見圖3(小里程方向正對開挖面)。分析可見：巖爆發(fā)生組數(shù)由多到少的位置分別是：掌子面、拱頂、右拱腰、邊墻以及其他位置，對應(yīng)發(fā)生組數(shù)分別是71組、65組、14組、8組。同時，隧道傍河谷一側(cè)右拱肩、右邊墻和右拱腳位置巖爆烈度更高，巖爆次數(shù)亦明顯多于同一里程段內(nèi)隧道左側(cè)巖爆組次。

分析認為：在空間上，巖爆發(fā)生在掌子面及其附近，該范圍在工程開挖卸荷效應(yīng)影響內(nèi)；受雅魯藏布江谷坡地形、河道兩岸巖性及地質(zhì)構(gòu)造等因素影響，隧道傍河谷一側(cè)巖體內(nèi)部地應(yīng)力將部分釋放，從而在地層中形成初始應(yīng)力分異帶，進而影響隧道巖爆發(fā)生的空間分布。

2.1.2 不同烈度巖爆發(fā)生時間和持續(xù)時間特征

巖爆發(fā)生時間和持續(xù)時間分析見圖4(a)，開挖12 h內(nèi)的巖爆次數(shù)與時間關(guān)系見圖4(b)。

由圖4(a)、圖4(b)可見，桑珠嶺隧道研究里程段內(nèi)以即時性應(yīng)變型巖爆為主，其主要體現(xiàn)在以下幾方面：時間上發(fā)生在開挖后6 h內(nèi)，69.3%的巖爆集中發(fā)生在掌子面開挖后的2～4 h；巖爆次數(shù)隨開挖后暴露時間的增大呈現(xiàn)先增加后逐漸減小的趨勢。

2.1.3 不同位置巖爆破壞特征

巖爆形跡實錄顯示，發(fā)生在隧道不同位置的巖爆具有不同烈度和破壞特征。拱腳處巖爆頻率小，但巖爆后形成規(guī)模較大、棱錐形的爆坑，爆坑最深可達3 m，爆坑內(nèi)破裂面整齊如刀切，破裂面大致垂直于隧道軸線，見圖 5(a)。在完整性差、結(jié)構(gòu)面發(fā)育的洞段邊墻和大部分的拱頂處，巖爆以板裂化破壞為主。參考周輝等[21]基于錦屏二級水電站開挖過程中圍巖板裂化機制的相關(guān)研究，板裂破壞通常表現(xiàn)為隧道洞壁圍巖出現(xiàn)密集分布的同心圓、洋蔥皮層狀裂紋。在桑珠嶺隧道高地溫高應(yīng)力洞段，以張拉型為主的裂紋切割圍巖形成近似平行于開挖面的巖板，受開挖擾動進而剝離母巖，形成規(guī)律性的板裂化破壞。片狀巖體直接剝落，片幫剝落具有明顯薄板狀或片狀特征，巖片厚度在18～25 cm之間，最大巖塊長度達到0.6 m，見圖5(d)。

在完整性較好、結(jié)構(gòu)面不發(fā)育或局部發(fā)育的洞段，掌子面和拱頂發(fā)生強烈和劇烈?guī)r爆時發(fā)出炮彈發(fā)射的巨響聲，產(chǎn)生劇烈的爆裂彈射、拋擲性破壞，見圖5(b)、圖5(c)。由于這部分里程內(nèi)巖爆具有突發(fā)性，會迅速向圍巖深部發(fā)展，影響深度在2～3 m。現(xiàn)場記錄顯示該類型巖爆造成了隧道掌子面附近臺架嚴重毀壞，施工人員受傷的安全事故。

圖5 桑珠嶺隧道典型巖爆破壞現(xiàn)場實錄

2.2 初始地應(yīng)力分布特征

根據(jù)桑珠嶺隧道地應(yīng)力反演結(jié)果，得到第二橫通道巖爆高發(fā)段沿隧道軸線方向的初始地應(yīng)力分布。其中，主應(yīng)力值(最大、最小主應(yīng)力，自重應(yīng)力)分布規(guī)律見圖6，由圖6可知，地應(yīng)力以構(gòu)造應(yīng)力與自重應(yīng)力聯(lián)合作用為主。在埋深較大的D1K183+000—D1K185+800段以自重應(yīng)力場為主，豎向主應(yīng)力總體上與隧道埋深的變化趨勢一致，量值變化范圍為36.094～36.275 MPa，最大豎向應(yīng)力位于D1K183+300里程；里程段內(nèi)最小水平主應(yīng)力變化不大，量值在2.3～11.5 MPa。

隧道軸線上最大水平主應(yīng)力量值普遍較高，在埋深較淺的D1K185+800—D1K186+500段以水平構(gòu)造應(yīng)力場為主。由于埋深降低且靠近河谷，地質(zhì)構(gòu)造的影響較大，其值隨著隧道埋深的減小而逐漸減小，但最大水平主應(yīng)力整體上大于自重應(yīng)力；隧道工程區(qū)域整體應(yīng)力場的分布整體較線性，只在近斷層處出現(xiàn)突變。

圖6 D1K183+000—D1K186+500隧道軸線主應(yīng)力分布圖

2.3 開挖卸荷洞周二次應(yīng)力特征

采用洞壁二次應(yīng)力解除法現(xiàn)場實測開挖后巖壁的切向應(yīng)力。量測點選定在隧道開挖掌子面附近洞壁，要求能最大限度保證試驗人員安全、方便現(xiàn)場操縱且?guī)r體完整、受爆破影響不大?，F(xiàn)場鉆一深度為50 mm的孔，用鉆頭將孔底磨平、磨光后在孔底粘貼電阻應(yīng)變片，見圖7。利用靜態(tài)電阻應(yīng)變儀讀初始讀數(shù)后，套鉆取下長度為50 mm的巖芯，讀取解除后的巖芯應(yīng)變值。根據(jù)彈性力學理論，代入巖石彈性常數(shù)、測試應(yīng)變值，進而推算測試處巖體所受各向應(yīng)力大小。

圖7 洞壁二次應(yīng)力解除

結(jié)合相關(guān)判據(jù)[22-23]，將現(xiàn)場巖爆高發(fā)段洞壁二次應(yīng)力解除法測試并計算得到的洞周應(yīng)力情況直觀形象地展示見圖8。由圖8可見：D1K183+000—D1K186+500段均處在中等—強烈?guī)r爆區(qū)。結(jié)合現(xiàn)場觀察認為，桑珠嶺隧道的巖爆發(fā)生機制復雜，包含了眾多類型的巖爆機制特征。在斷面埋深最大、自重應(yīng)力場最高的位置，以拱腳處發(fā)生圍巖內(nèi)部影響深度大、爆坑規(guī)模大的破壞，屬于剪切斷裂型巖爆；在斷面埋深迅速降低的里程區(qū)域，隨著隧道埋深變化，地應(yīng)力也出現(xiàn)復雜變化，在自重應(yīng)力場和構(gòu)造應(yīng)力場發(fā)生交替過渡段，碎裂圍巖經(jīng)過地質(zhì)構(gòu)造反復作用，內(nèi)部能量已得到一定的釋放，拱頂、拱腰、邊墻等部位多以密集的輕微—中等巖爆為主，呈現(xiàn)低烈度、高頻次的特征，屬于應(yīng)變型巖爆；在近巴玉斷層附近，應(yīng)力場出現(xiàn)突變，開挖卸荷過程中掌子面和拱頂處產(chǎn)生了以爆裂彈射、拋擲形跡為主的劇烈?guī)r爆破壞，屬于斷層滑移型巖爆。

圖8 圍巖洞壁二次應(yīng)力分布圖

2.4 高溫分布及溫降特征

為了進一步掌握隧道巖爆高發(fā)段高地溫分布以及開挖中巖體內(nèi)部、洞壁面溫降特征，揭示巖爆-高地溫-溫降量之間可能的聯(lián)系，獲得熱力耦合計算中的溫度邊界，課題組在施工中就隧道不同埋深時的原始地溫分布情況、以及正常通風情況下不同時間的巖石壁面溫度進行了現(xiàn)場測試。現(xiàn)場測試方案包括：利用布設(shè)在隧道兩側(cè)邊墻處的紅外測溫儀測試洞壁面溫度，通過不同深度測溫孔測試圍巖中的溫度。

根據(jù)測試數(shù)據(jù)繪出桑珠嶺隧道不同里程、不同埋深掌子面初始地溫分布，不同通風時間內(nèi)的圍巖壁面溫降，以及開挖后不同時間洞壁溫度變化與巖爆分布見圖9。由圖9(a)可知，在隧道巖爆高發(fā)段，隧道圍巖溫度分布與埋深較為一致。由圖9(b)可知，在最大埋深處圍巖最高溫度89.6 ℃，在正常通風3 h后其壁面溫度依然有40 ℃；在埋深為780 m處的圍巖溫度也在32 ℃左右，正常通風后依然高于鐵路隧道施工安全要求的上限溫度(28 ℃)；由圖9(c)可知，巖爆發(fā)生頻率最高的區(qū)域與溫降急劇降低的區(qū)域存在較大的重疊?？梢姼邷卦谏盥穸坞S通風雖有所降低但依然嚴峻，同時，高地溫隧道開挖過程中的溫降與巖爆的發(fā)生之間存在一定聯(lián)系。

圖9 初始巖溫及圍巖壁面溫降與巖爆分布

3 桑珠嶺隧道巖爆機制探討

結(jié)合以上統(tǒng)計分析，考慮高地應(yīng)力、開挖卸荷和溫度作用，利用開挖卸荷-溫降耦合數(shù)值模型，對高地溫高地應(yīng)力下巖爆破壞機制進行探討。

3.1 開挖過程中的洞周溫度場

借助Ansys有限元軟件，采用間接熱力耦合分析方法，先進行熱分析再進行結(jié)構(gòu)分析。其中，結(jié)構(gòu)分析部分采用DP屈服準則，利用二維平面應(yīng)變計算模型模擬隧道開挖應(yīng)力釋放過程中的開挖應(yīng)力釋放-溫降耦合計算。建立熱模型見圖10。其中模型幾何尺寸為100 m×120 m(高×寬)，模型單元26 136個。為模擬開挖引起的溫度分布情況，模型上下左右溫度邊界設(shè)定為89 ℃，并以多組溫度作為隧道洞壁面溫度邊界，進而簡化計算。模型參數(shù)見表1，通過瞬態(tài)熱分析得到隧道開挖后的節(jié)點溫度，得到隧道開挖后不同邊界條件時的溫度云圖，見圖11。

表1 模型相關(guān)物理力學及熱力學參數(shù)

圖10 數(shù)值計算模型

圖11 隧道開挖后洞周溫度分布云圖(單位：℃)

選取隧道洞壁15、65 ℃邊界條件時的溫度云圖，見圖11。由圖11可知，相對模型尺寸而言，溫度變化只在洞壁較薄的一層發(fā)生，變溫區(qū)在15～30 cm之間，且變溫區(qū)的尺寸與洞壁邊界溫度量值關(guān)系不大。計算結(jié)果與2.1節(jié)現(xiàn)場巖爆巖塊的板狀或片狀特征以及巖片18～25 cm厚度相一致。

參考文獻[24]并結(jié)合現(xiàn)場實錄可見，在近隧道開挖面的降溫區(qū)內(nèi)，由于巖體內(nèi)外大溫差影響，圍巖由臨空面向內(nèi)部切割形成多組近似平行的、近同心圓狀的溫度裂縫，這些溫度裂紋受逐漸增大的切向應(yīng)力作用，進而擴大并連接形成新的結(jié)構(gòu)面，見圖12。

圖12 降溫區(qū)內(nèi)圍巖板裂化破壞結(jié)構(gòu)面形成示意圖

3.2 開挖過程中的熱力耦合分析

固定洞壁邊界溫度量值為25 ℃，根據(jù)2.4節(jié)反演得到的地溫梯度計算出不同埋深時的模型溫度邊界。假設(shè)花崗巖的物理力學參數(shù)保持不變，利用ETCHG命令，將熱單元轉(zhuǎn)換作結(jié)構(gòu)單元進行求解。根據(jù)表2定義結(jié)構(gòu)材料特性，上邊界豎直向下施加σy，右邊界水平向左施加σx，其中σx和σy的大小根據(jù)埋深進行適當簡化，結(jié)果見表2。

表2 桑珠嶺隧道區(qū)段地溫及構(gòu)造應(yīng)力表

對隧道附近圍巖進行彈塑性有限元分析。采用平面四邊形等參單元，并在計算模型的下邊界施加豎向約束，左邊界施加水平約束。求解隧道開挖前的初始地應(yīng)力場，并提取洞壁等效節(jié)點力；在隧道開挖過程中，通過施加等效節(jié)點力來模擬圍巖應(yīng)力釋放情況，其中應(yīng)力釋放率按20%遞增。

在模型上分別施加等效節(jié)點力以及從熱分析中讀取的節(jié)點溫度。求解荷載步，實現(xiàn)隧道開挖溫降過程熱力間接耦合計算，進而得到隧道開挖應(yīng)力釋放過程中的洞周切向應(yīng)力σθ及最大主應(yīng)力σ1分布云圖。限于篇幅，論文僅給出地溫85 ℃，洞壁溫25 ℃時的洞周應(yīng)力云圖，見圖13。

圖13 85 ℃時不同應(yīng)力釋放率時σ1、σθ云圖(單位：Pa)

根據(jù)數(shù)值計算結(jié)果，繪出2組不同埋深、不同應(yīng)力情況和不同溫降量時隧道不同位置在洞周應(yīng)力釋放過程中的最大主應(yīng)力，和洞周切向應(yīng)力變化曲線，見圖14。

圖14 不同溫差時洞周最大主應(yīng)力和洞周切向應(yīng)力分布變化曲線

由圖13、圖14可知：

(1)隧道開挖，應(yīng)力釋放率從20% 增加到100% 過程中圍巖整體受壓且受壓范圍逐漸收窄，同時，就壓應(yīng)力增加情況來看，在以自重應(yīng)力場為主的埋深段(埋深1 400 m)側(cè)壓力系數(shù)λ=σx/σy<1，壓應(yīng)力隨溫度升高而增大，且拱腳處增長最快，拱頂次之；在以構(gòu)造應(yīng)力場為主的淺深段(埋深600 m)側(cè)壓力系數(shù)λ=σx/σy>1，應(yīng)力在兩邊墻、拱腰處增長最快。

(2)溫降量越高，σθ及σ1增長越快；當應(yīng)力釋放率達到100%時，溫差60 ℃時的σθ增加幅度均大幅提升，可見，高溫巖體開挖出現(xiàn)的大溫差使洞周圍巖產(chǎn)生附加溫度應(yīng)力，增加了應(yīng)力釋放過程中的洞周應(yīng)力發(fā)展速度。

(3)隧道開挖前原巖溫度和開挖后洞壁溫度差越大，對隧道洞周溫度應(yīng)力變化影響越明顯，當溫差分別為15、60 ℃時，斜率分別在應(yīng)力釋放率達到60%、40% 時增加，可見，溫差越大，洞周圍巖最大切向應(yīng)力σθ及最大主應(yīng)力σ1增長越快。

(4)在隧道洞壁面后15～30 cm，高溫巖體的迅速降溫導致硬脆圍巖開裂，與開挖卸荷作用共同導致圍巖板裂化結(jié)構(gòu)面的形成，在切向集中應(yīng)力的不斷增加過程作用下，巖板向隧道凈空屈曲變形，在外界擾動作用下極易發(fā)生突發(fā)性失穩(wěn)破壞，形成以巖板壓折、巖塊彈射為特征的巖爆現(xiàn)象。

4 結(jié)論

本文對新建川藏鐵路拉林段桑珠嶺隧道開挖過程中觀察、記錄的大量巖爆、溫度、應(yīng)力資料進行統(tǒng)計分析，并從熱力學角度就巖爆破壞機理進行了探討，得出如下結(jié)論：

(1)桑珠嶺隧道高地溫高應(yīng)力段主要以即時型巖爆為主，開挖后4 h以內(nèi)是巖爆高峰期，巖爆頻率隨開挖時間的推移呈減小趨勢。

(2)高溫巖體開挖后降溫區(qū)主要分布在掌子面、拱頂和邊墻洞壁15～30 cm范圍內(nèi)，巖爆發(fā)生時間和持續(xù)時間與溫降量線性相關(guān)，且邊墻處巖石呈現(xiàn)板裂化巖爆特征，破裂板狀、片狀18～25 cm厚度與溫降范圍重合。

(3)高地溫高應(yīng)力隧道的巖爆發(fā)生機制復雜，包含了眾多類型的巖爆機制特征，其中主要以大埋深位置剪切斷裂型巖爆，自重應(yīng)力場和構(gòu)造應(yīng)力場發(fā)生交替過渡段的低烈度、高頻次的應(yīng)變型巖爆和近斷層附近的斷層滑移型巖爆為主。

(4)高地溫在開挖釋熱過程中使巖體產(chǎn)生附加溫度應(yīng)力，同時，較大的溫降量在圍巖較薄區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的較大溫差與開挖卸荷作用共同導致圍巖板裂化結(jié)構(gòu)面的形成，隨著開挖過程中的最大切向應(yīng)力及最大主應(yīng)力增加，在熱力耦合作用下加速了巖爆的發(fā)生。