白鹤滩水电站地下厂房爆破累积损伤效应研究(1).pdf

第35卷 第3期 2018年9月 爆 破 BLASTING Vol. 35 No. 3 Sep. 2018 doi10. 3963／ j. issn. 1001 -487X. 2018. 03. 003 白鹤滩水电站地下厂房爆破累积损伤效应研究* 李新平 1a， 侯 潘 1b， 罗 忆 1a， 黄俊红1b， 赵 航 1b， 徐鹏程2， 孙昌忠3 （1.武汉理工大学a.道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室；b.土木工程与建筑学院， 武汉430070； 2.中国水利水电第九工程局有限公司， 贵阳550081；3.中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司， 宜昌443002） 摘 要 结合白鹤滩水电站地下主厂房围岩超声波测试结果， 研究了地下工程隧洞围岩在循环爆破荷载作 用下的累积损伤效应。结果表明 隧洞围岩在爆破开挖作用下的松弛范围为0. 8 ～ 1. 6 m， 并且随着爆破次 数的增加而范围有逐渐扩大的趋势； 随着爆破次数的不断增加， 岩体声波速度逐渐降低， 损伤度D呈现出非 线性累积规律； 随着与爆源距离的增大， 岩体爆破损伤程度受爆破循环荷载作用的影响减小， 累积损伤效应 相对不明显； 对比发现侧壁和拱顶测孔的测试结果存在较大差异， 说明爆破作用下岩体损伤具有各向异性的 特征。在Hoek-Brown强度准则的基础上， 提出了更适用于损伤岩体的考虑累积损伤效应的岩体力学参数计 算公式， 并运用现场测试数据验证了公式的工程适用性及合理性。 关键词 地下厂房；声波测试；累积损伤效应；Hoek-Brown强度准则 中图分类号 TV542 文献标识码 A 文章编号 1001 -487X（2018）03 -0014 -07 Study on Cumulative Damage Effect under Blasting Load in Underground Powerhouse of Baihetan Hydropower Station LI Xin-ping1a，HOU Pan1b，LUO Yi1a，HUANG Jun-hong1b，ZHAO Hang1b， XU Peng-cheng2，SUN Chang-zhong3 （1. a. Hubei Key Laboratory of Roadway Bridge and Structure Engineering；b. School of Civil Engineering and Architecture，Wuhan University of Technology，Wuhan 430070，China； 2. Sinohydro Bureau 9 Co Ltd，Guiyang 550081，China；3. China Gezhouba Group Three Gorges Construction Engineering Co Ltd，Yichang 443002，China） Abstract Combined with ultrasonic testing results，the cumulative damage effect on surrounding rock of under- ground engineering under blasting load round was studied based on the in-situ sound wave testing results in the un- derground main powerhouse of Baihetan Hydropower Station. It is found that the loose circle of tunnel surrounding rock under the effect of blasting excavation range from 0. 8 m to 1. 6 m，and the loose circle tended to expand gradu- ally as the number of blasting increasing；the acoustic wave velocity gradually decreased with the increasing of blas- ting times，and the damage degree（D）presented a rule of non-linear cumulation. The blasting damage degree de- creased with the increasing of distance，and gradually became indistinct. The measured sidewall results were different from those of top arch，which illuminated that damage of rock mass under blasting load was anisotropic. On the basis of the Hoek-Brown strength criterion，the ula is proposed for more suitable for calculating rock mass mechanics parameters of damaged rock mass considering cumulative damage effect. The applicability and rationality of the for- mula are proved by the in-situ sound wave testing data. Key words underground powerhouse；sound wave measurement；cumulative damage effect；Hoek-Brown strength criterion 万方数据 收稿日期2018 -04 -04 作者简介李新平（1963 -） ，男，湖北省天门县人， 武汉理工大学土 木工程与建筑学院教授、 博士， 主要从事裂隙岩体力学特 性、 爆破控制技术与爆破效应方面的教学与研究工作， （E-mail）xinpingli＠ whut. edu. cn。 基金项目湖北省自然科学基金（2015CFA136） ； 国家自然科学基金 （51378500） 白鹤滩水电站位于金沙江下游四川省宁南县和 云南省巧家县境内， 是我国西电东送的骨干电源点， 也是我国继长江三峡工程、 溪洛渡水电站之后开展 前期工作的又一座千万千瓦级的水电站。白鹤滩水 电站将开挖建成世界最大的地下厂房， 由于是属于 深埋地下洞室， 具有围岩条件较差， 地质情况复杂， 地应力较高， 节理裂隙较多等特点。 由于地下洞室开挖多采用爆破的方法， 因此在 爆炸荷载（ 爆轰波和爆生气体）作用下， 洞室围岩会 在一定范围内受到不同程度的扰动和损伤， 从而导 致岩体完整性降低， 岩体力学参数弱化， 对围岩整体 的稳定性造成了一定的威胁。由于每次爆破均对影 响范围内的围岩造成一定的扰动， 因此， 围岩在多次 爆破作用下会产生损伤累积效应。所谓损伤累积效 应， 是相对首次破坏而言的。累积损伤概念通常用 在材料疲劳断裂破坏方面， 是指随荷载作用次数递 增的过程[ 1]。因此， 岩体在爆破荷载作用下的累积 损伤效应是多次爆破荷载作用下损伤状态的动态叠 加过程， 同时关联其他性质与状态指标（岩体物理 力学参数、 岩体完整性等）互动变化， 是岩体受爆破 动荷载作用的动态体现。 岩体爆炸损伤力学模型历来是国内外学者关注 的热点和难点问题之一。在过去的几十年间， 经过 各国学者的不懈努力， 这方面的研究取得了很大进 展。美国国家实验室从20世纪80年代初就开展了 岩石爆破损伤模型的研究。Kipp[ 2]、 Grady[ 3]、 Taylor 和Kuszmaul等开创性的提出了一些损伤模型[ 4，5]。 Thorne[ 6]、 卢文波[7]、 Yang[ 8]、 Liu等又对以上模型 进行了一些改进和修正[ 9]， 使其更接近工程实际。 在对单次爆破造成岩体损伤机理的研究取得了 一定的成果后， 不少研究学者开始关注岩体在多次 爆破荷载作用下的循环累积损伤效应。N Gatelier 等对多孔砂岩进行了准静态单轴和三轴状态的循环 加载试验[ 10]， 研究了各向异性对材料的峰值损伤的 影响， 定量分析了不可逆应变和模量的变化随累积 损伤的关系。罗忆等通过比较乌东德水电站导流洞 的实测数据以及数值模拟计算结果发现[ 11]， 考虑累 积损伤的计算结果无论是爆破振动速度还是围岩变 形均更接近于实测值， 得出对爆破开挖的分析模拟 中应考虑围岩的多次循环爆破累积损伤效应的结 论。潘城利用ANSYS／ LS-DYNA的重启动技 术[ 12]， 通过损伤云图和损伤变量 D的变化， 对圆形 巷道循环进尺过程中爆破作用下的岩体累积损伤效 应的非线性特征进行了研究。 在实际工程运用中， 如何对岩体的爆破损伤程 度进行评价， 对保证地下工程安全、 指导围岩支护工 作具有重要意义。在众多岩体爆破损伤评价方法 中， 地球物理检测方法是比较直接而又精确的方法 之一。其中，应用最多的是声发射与超声波法。 Meglis等人基于超声速度和振幅对裂纹的敏感 性[ 13]， 应用超声层析成像现场测试方法研究了加拿 大原子能地下实验隧道开挖诱发的围岩损伤问题， 得到了围岩损伤程度和损伤分布规律。闫长斌采用 现场试验、 理论推导与数值模拟相结合的方法， 从细 观和宏观两个层面出发， 对爆破作用下岩体累积损 伤效应及其稳定性问题进行了深入系统的应用基础 研究[ 14]。肖建清等基于松动圈的现场测试结果， 研 究声波波速沿孔深的变化规律以及爆破施工对于松 动圈的影响[ 15]。 综上所述， 国内外对岩体爆破累积损伤的研究 以数值模拟及模型试验居多， 但结果往往与现场实 际开挖有所差距。针对这一问题， 跟踪现场爆破开 挖进度， 进行现场实地监测， 研究岩体在多次爆破循 环影响下的损伤累积效应及相关岩体力学参数劣化 现象的规律， 为地下工程围岩支护的时机选择以及 支护方式提供参考。 1 基于声波测试的损伤模型研究 在地下工程岩体开挖过程中， 由于多次爆破的 影响， 岩体的完整性降低， 并出现不同程度的损伤， 伴随着岩体力学参数的劣化， 岩体表现出破碎、 松弛 等特性。多次爆破所产生的动荷载对岩体造成损伤 是由远及近不断累积的， 在越靠近爆源的区域围岩 松动、 破碎的现象越明显。而如何量化这种爆破荷 载造成的损伤及岩体参数的劣化， 一直以来是岩石 力学界研究学者比较关注的难题。 Hoek E和Brown E T在修正的Griffith理论基 础上[ 16]， 凭借自己在岩石力学方面深厚的理论功底 和丰富的实践经验， 通过对大量岩石三轴试验资料 和岩体现场试验成果的统计分析， 用试错法导出了 岩块和岩体破坏时极限主应力之间的关系式， 即为 Hoek-Brown强度准则。 σ1＝ σ3＋（mbσcσ3＋ sσ2c ）（1） 式中σ1、σ3为岩体破坏时的最大、 最小主应力 51第35卷 第3期 李新平， 侯 潘， 罗 忆， 等 白鹤滩水电站地下厂房爆破累积损伤效应研究 万方数据 （ 压应力为正） ，MPa；σc为无损岩体的单轴抗压强 度，MPa。 传统的Hoek-Brown强度准则优点突出， 但还存 在一定的不足 难以准确确定准则中的参数， 没有考 虑第二主应力的影响， 对破碎岩石适用性较差等。 因此，Hoek等对此公式进行了多次修正。2002年， Hoek E，Brown E T在广义Hoek-Brown准则的基础 上，对与岩体质量有关的参数提出了一些新的 公式[ 17]。 σ1＝ σ3 ＋ σ Cmb σ3 σ1 ＋ s a mb＝ miexp GSI - 100 28 - 14 [] D s ＝ exp GSI - 100 9 - 3 [] D α ＝ 1 2 ＋ 1 6 （e-GSI／15- e-20／3） （2） 式中GSI是地质强度指标， 可由Bieniawski建 议的RMR值确定或由Barton建议的Q值确定；mi 为取决于岩石类型的系数；D为损伤变量。 朱传云基于声波法建立了岩体损伤度、 岩体完 整性系数和声速降低率（η） 之间的关系[ 18] D ＝ 1 - E E0 ＝ 1 - v v 0 2 ＝ 1 - K ＝ 1 -（1 - η） 2 （3） 式中E0为爆破前岩体的弹性模量；E为爆破后 岩体的等效弹性模量；v0为爆破前岩体的声波速度； v为爆破后岩体的声波速度；η是岩体受爆破影响后 声波速度的降低率（η ＝1 - v／ v0） 。我国水工建筑 物岩石基础开挖工程技术规范（SL4794）中对岩 体的爆破破坏规定， 当η ＞10％时， 即判定岩体发生 松弛破坏， 属于松弛范围， 对应的岩体损伤阈值D ＝ 0. 19。 目前大多数岩土工程软件都是依据Mohr-Cou- lomb破坏准则编写的， 而在Mohr-Coulomb准则中， 岩体强度通过粘聚力c和内摩擦角φ表征。针对这 种情况，Hoek于2002年也提出了相应的岩体强度 估算方法。 φ ＝ sin -1 6αmb（s ＋ mbσ3n） α-1 2（1 ＋ α） （2 ＋ α）＋ 6αmb（s ＋ mbσ3n） α- [] 1 c ＝ σc[ （1 ＋ 2α）s ＋（1 ＋ α）mbσ3n] （s ＋ mbσ3n） α-1 2（1 ＋ α） （2 ＋ α）＋ 6αmb（s ＋ mbσ3n） α-1 （4） 式中，σcm＝ σ3max σcm 。 对于σ3max，当在隧道工程中使用Hoek-Brown 岩体强度估算公式时， 有 σ3max σcm ＝ 0. 72 σcm γ H -0. 91 （5） 式中γ为岩体的容重；H为隧道的埋深。 令式（1）中的σ3＝ 0， 即可求得岩体单轴抗压 强度σcm， 有 σcm＝ σc（S） a （6） 岩体变形模量参数是岩体的重要力学指标之 一。实践表明， 由于岩体中节理等软弱结构面的存 在以及爆破开挖作用对岩体的损伤， 岩体的变形模 量比室内测定的岩块的变形模量低得多， 即实际工 程中的变形模量要考虑岩体的损伤程度。Hoek提 出了考虑岩体损伤的岩体变形模量Em的公式为 Em＝ 1 - D 2 σci 10010 （GSI-10）／40（ σci≤100 MPa） 1 - D 2 10（ GSI-10）／40（ σci≥100 MPa { ） （7） 2 现场测试方法及研究方案 2. 1 现场测点布置 白鹤滩水电站地下洞室群主要包括主副厂房 洞、主变洞、尾水调压室等。主副厂房洞尺寸 439 m 32. 2／29 m 78. 5 m（ 长宽高） ， 主变洞 尺寸400 m 20. 5 m 33. 2 m（ 长宽高） 。白鹤 滩水电站坝区主要出露二叠系上统峨眉山组玄武岩 和三叠系下统飞仙关组砂页岩。坝基及地下洞室群 均布置在峨眉山组玄武岩上。 超声波测试孔布置情况见图1， 测孔1和测孔3 布置在隧洞侧墙上， 测孔2和测孔4布置在隧洞顶 墙上。采用单孔测试， 孔深为9 m， 孔径为φ 65 mm。 图1 超声波测孔布置图 Fig. 1 Layout of measuring points 2. 2 测试仪器及原理 目前， 岩体声波测试方法主要有透射法、 折射法 61爆 破 2018年9月 万方数据 和反射法。现场声波测试常用钻孔法， 该法又分为 单孔测试和跨孔测试两种方式。跨孔测试一般属于 透射波测试法。单孔测试属于折射波测试法， 其测 试原理如图2所示。 图2 单孔测试法测试原理 Fig. 2 Principle of single point measuring 接收探头1与接收探头2之间的距离一定， 设 为L， 测试时从仪器显示的波形图上读出纵波在两 个探头之间传播经历的时间差 Δt ， 即可得到纵波平 均传播速度 VP＝ L／ Δt（8） 本次声波观测仪采用武汉岩海公司生产的 RSST01C非金属声波检测仪配50 kHz径向换能 器。该仪器采用内置式586工业级电脑， 其声时测 读精度为0. 1 μs， 声幅准确度为3％， 单道最大采样 长度为2 k。 2. 3 研究方案 现场测试时， 用水作为耦合介质。先用鼓风机 将测孔吹干净， 然后将探头放入测孔中， 连接水管， 用气囊堵塞测孔孔口。用气筒对气囊加气， 同时用 小水泵向测孔中注水， 当测孔中充满水时， 可测量此 时两探头对应段的声波传播速度。然后， 将气囊中 的气放出， 将探头向孔口移动20 cm， 再对气囊充 气， 对测孔注水， 完成第2个测点测试。用此方法在 爆破前对每个测孔进行了声波测试， 其结果如图3 所示。在白鹤滩水电站右岸地下主厂房施工过程 中， 先对所有声波孔进行一次测试， 以探明既有开挖 对围岩造成扰动及损伤。然后在随后的八次爆破开 挖过程中， 每次爆破后即对所有声波孔进行一次测 试， 分析爆破循环对围岩损伤累积的作用， 为以后的 围岩开挖的支护工作提供一定的依据。 3 爆破循环对围岩累积损伤的影响分析 3. 1 声波速度降低规律分析 由图3可知， 既有爆破开挖已对岩体造成一定 的扰动， 松动圈已在一定范围内形成。由式（8）知， 测孔1、2、3、4在既有爆破开挖作用下形成的松弛范 围分别为0. 8 m、1. 0 m、1. 2 m、1. 4 m。测孔3、4的 松弛范围比测孔1、2范围大， 说明既有开挖爆破对 测孔3、4处围岩松动造成的影响更大， 由测孔布置 图1可知， 测孔3、4处及附近围岩已开挖完毕， 相对 于测孔1、2而言已经受了多次爆破循环影响， 因此， 围岩松动、 裂隙扩张的情况更普遍。从图3中可看 出， 波速并不是随着孔深而逐渐增大， 而是到了一定 深度之后会出现波动的情况， 这可能是在岩体中存 在着一些微孔洞或节理裂隙造成的。 图3 爆破前各测孔的波速随深度的变化情况 Fig. 3 Tend of acoustic velocity with hole depth along various boreholes before blasting 四次循环爆破后， 各测孔的声波测试结果如图 4所示。经过四次循环进尺后， 测孔1、2、3、4的松 弛范围分别增大至1 m、1. 2 m、1. 4 m、1. 6 m。经过 四次爆破循环后， 松动区范围扩大， 裂隙区的波速降 低， 围岩内部裂纹有所扩展， 岩体力学性能显著劣 化。随着爆心距的增大， 岩体受爆破循环作用的影 响越小， 说明爆破冲击波在岩体传播中随距离的增 加而衰减越明显。另一方面， 随着爆破次数的增加， 松弛范围变大， 裂隙区波速降低， 但是波速变化具有 非线性， 说明爆破循环造成的损伤累积具有非线性 特征。 图4 四次爆破循环后各测孔的波速随深度的变化情况 Fig. 4 Tend of acoustic velocity with hole depth along various boreholes after four times blasting rounds 八次循环爆破后， 各测孔的声波测试结果如图 5所示。测孔1、2的松弛范围分别变为1. 2 m、 71第35卷 第3期 李新平， 侯 潘， 罗 忆， 等 白鹤滩水电站地下厂房爆破累积损伤效应研究 万方数据 1. 4 m。 而测孔3、4的松弛范围仍为1. 4 m、1. 6 m。 经过多次循环进尺后， 爆源离测孔3、4距离较远， 爆 破产生的爆炸冲击波已大幅衰减， 对3、4测孔所在 断面的岩体基本不再产成损伤累积效应。随着与爆 源距离的增大， 岩体爆破损伤程度减小， 松弛范围变 化不明显。说明与爆源距离越远， 爆破作用对岩体 松弛范围的影响越小。 图5 八次爆破循环后各测孔的波速随深度的变化情况 Fig. 5 Tend of acoustic velocity with hole depth along various boreholes after eight times blasting rounds 将隧洞顶部测孔与侧壁测孔进行对比可知， 顶 部测孔2、4显然比同一断面的侧壁测孔1、3的松弛 范围更大， 波速更低。在爆破循环作用下， 顶部岩体 受的扰动更大， 裂纹扩展的范围更大， 这可能是拱顶 与侧壁岩体中存在的初始结构（如节理、 裂隙等）的 各向异性特征造成的， 说明了爆破循环作用下岩体 受损伤的各向异性特征。 3. 2 损伤分析 由式（3）知， 爆破循环对岩体造成的损伤可用 声速变化率来描述。为了研究白鹤滩地下厂房开挖 围岩的损伤累积规律， 则要避开已发生损伤破坏的 岩体， 因此选取松弛范围之外的4. 0 m至5. 0 m范 围进行分析， 图6、7、8、9分别给出了各测孔累积损 伤度与爆破次数之间的关系曲线。从图中可看出， 岩体累积损伤度随爆破次数而单调递增， 这说明岩 体在爆破循环作用下， 岩体不断劣化， 损伤程度不断 增强。并且， 在图6、7中， 损伤度D随着爆破次数 的增加呈现出先增长较快后增长趋于平缓的趋势， 具有较明显的拐点， 是一种非线性的递增趋势， 说明 岩体损伤累积具有非线性特征。从图8、9可看出， 增长曲线并不具有比较明显的转折点， 原因主要是 测孔3、4离爆源距离较远， 并且开挖掌子面已通过 了此断面较远距离， 经过多次爆破的影响及扰动后， 岩体达到新的较稳定的平衡状态。 图6 测孔1损伤度变化曲线 Fig. 6 Cumulative damage curve of measuring point 1 图7 测孔2损伤度变化曲线 Fig. 7 Cumulative damage curve of measuring point 2 图8 测孔3损伤度变化曲线 Fig. 8 Cumulative damage curve of measuring point 3 图9 测孔4损伤度变化曲线 Fig. 9 Cumulative damage curve of measuring point 4 3. 3 岩体强度参数分析 对于质量较好的岩体（GSI ＞ 25） ，Hoek等建立 81爆 破 2018年9月 万方数据 了GSI值与RMR值之间的对应关系[ 17] 当RMR76≥18时， 有 GSI ＝ RMR76（9） 式中RMR76为由1976年版本的RMR系统取 值。当 RMR89≥ 23时， 有 GSI ＝ RMR89- 5（10） 式中RMR89为由1989年版本的RMR系统取 值。当 RMR76＜18或RMR89＜23时，GSI可由下式 获得 Q ＝ RQD Jn Jr Ja Jw SRF GSI ＝ lnQ ＋ 44 （11） 式中Jn为节理组数；Jr为节理粗糙系数；Ja为 节理蚀变系数；SRF为应力折减系数；RQD为岩石 质量指标；Jw为节理水折减系数。 但是Hoek-Brown经验公式只考虑了未扰动和 扰动岩体两个极端情况， 而不考虑岩体实际受扰动 程度对岩体力学参数弱化程度的影响， 必然导致计 算结果与工程实际的偏差。地质强度指标（GSI）反 映的是岩石的强度质量信息， 但是在爆破开挖过程 中， 岩石的质量并不是一成不变的， 由于扰动及累积 损伤的作用， 岩体质量指标也应随之发生变化。 挪威岩土工程研究所Barton等提出过Q值、 岩 体纵波波速VP、RMR89和GSI间存在如下关系[ 19] Q ≈ 10VP-3. 5（12） RMR89≈ 15 lg Q ＋ 50（13） 将式（12） 代入式（13） 可得 RMR89≈ 15VP- 2. 5（14） 当RMR89≥ 23时， 将式（14） 代入式（10） 可得 GSI ≈ 15VP- 7. 5（15） 因此建立了纵波波速与GSI之间的直接关系。 再将式（15） 代入式（7） ， 则有岩体的变形模量为 Em＝ 1 - D 2 σci 10010 （15VP-17.5）／40（ σci≤10 MPa） 1 - D 2 10（ 15VP-17.5）／40 （σci≥10 MPa { ） （16） 为验证式（16） 的合理性， 将由此公式得出的计 算结果与改进前的Hoek-Brown经验强度准则的结 果进行对比。Hoek-Brown强度准则中，GSI由式 （10） 确定， 根据现场统计资料[ 20]， RMR取值为74。 作图分析测孔2在5. 0 m深度处变形模量随爆破次 数的变化如图10所示。 图10 测孔2变形模量变化曲线 Fig. 10 Deation modulus curve of measuring point 2 从图10中可以看出， 本文方法计算得到的岩体 变形模量比Hoek-Brown经验强度准则计算得出的 结果随爆破次数的增加而变化的幅度大的多。原因 是Hoek-Brown经验强度准则计算时岩体地质强度 指标等参数取值时没有充分考虑到爆破开挖对岩体 力学参数的逐渐弱化作用， 无法体现岩体变形模量 在爆破荷载作用下的劣化趋势。 本文的计算结果与Hoek-Brown经验强度准则 计算得出的结果总体偏小， 这是因为Hoek-Brown经 验强度准则中的岩体地质强度指标是按岩体处于未 扰动状态处理的， 导致计算的结果偏小， 而根据现场 工程地质调查可知， 白鹤滩水电站地下厂房的岩体 较为破碎， 节理发育程度较高， 爆破开挖对岩体的扰 动作用较大， 因此本文提出的公式的计算结果更符 合地下工程的实际情况。 由式（16） 得到各测孔5. 0m处的变形模量如图 11所示。由图11可看出， 各测孔的变形模量随爆 破次数的增加总体呈现递减趋势， 但递减是非线性 的， 表现出开始递减较快， 后递减趋势较缓的特征。 说明岩体在爆破循环荷载作用下， 岩体中的微裂纹 被激活， 从而造成分枝裂纹的发生、 扩展与成核， 形 成主裂纹， 主裂纹又汇聚成裂纹网， 进而形成宏观裂 纹， 导致岩体参数劣化， 直观表现即为变性模量的逐 渐降低。而测孔1、2的降低幅度分别为34％、27％ 明显高于测孔3、4的19％、21％的降低幅度， 说明 爆破荷载对岩体扰动的作用随距离增加而明显减 弱。测孔1、3的降低幅度明显高于测孔2、4的降低 幅度， 说明围岩侧壁比围岩顶拱受损伤程度更大， 体 现了岩体损伤的各向异性特征。运用公式（16）算 出的变形模量变化趋势与前文波速及损伤度变化趋 势具有较高的一致性， 说明本文的计算方法具有较 高的可靠性及合理性。 4 结论 （1） 对白鹤滩水电站地下厂房现场测得的波速 91第35卷 第3期 李新平， 侯 潘， 罗 忆， 等 白鹤滩水电站地下厂房爆破累积损伤效应研究 万方数据 数据进行分析， 结果表明， 松弛范围内的波速时高时 低， 相差较大， 总趋势是从某一深度向孔口迅速降 低； 原岩体内的波速随深度变化不大， 在某一均值附 近摆动。 图11 5. 0 m处各测孔变形模量变化曲线 Fig. 11 Deation modulus curve of each measuring point at 5. 0 m depth （2） 随着爆破次数的不断增加， 岩体声波速度 逐渐降低， 松弛范围逐渐扩大， 裂隙区波速降低， 但 是波速变化具有非线性特性。随着与爆源距离的增 大， 岩体爆破损伤程度减小， 松弛范围变化不明显。 说明与爆源距离越远， 爆破作用对岩体松弛范围的 影响越小。 （3） 随着爆破次数的不断增加， 损伤度D呈现 出非线性累积规律， 爆破累积损伤效应的累积过程 具有非线性特性。侧壁和拱顶方向的损伤累积效应 存在较大差异， 说明爆破作用下岩体损伤具有各向 异性特征。 （4） 根据现场开挖声波测试数据， 对提出的岩体 力学参数公式与Hoek-Brown经验强度准则计算结进 行了对比分析， 结果表明， 本文提出的公式更符合工程 实际情况。并且， 计算这些参数所需的声波速度数据 比较容易获取， 对工程应用有较好的参考价值。 参考文献（References） [1] 欧进萍， 王光远.结构随机振动[M].北京 高等教育 出版社，1998. 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