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川藏铁路高地应力评价与灾变案例分析研究

代向前 王成虎 高桂云 杨鑫帅 刘冀昆

代向前, 王成虎, 高桂云, 等, 2025. 川藏铁路高地应力评价与灾变案例分析研究. 地质力学学报. DOI: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025021
引用本文: 代向前, 王成虎, 高桂云, 等, 2025. 川藏铁路高地应力评价与灾变案例分析研究. 地质力学学报. DOI: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025021
XiangQian DAI, ChengHu WANG, GuiYun GAO, et al., 2025. High in-situ stress evaluation and disaster case analysis for the Sichuan-Tibet Railway. Journal of Geomechanics. DOI: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025021
Citation: XiangQian DAI, ChengHu WANG, GuiYun GAO, et al., 2025. High in-situ stress evaluation and disaster case analysis for the Sichuan-Tibet Railway. Journal of Geomechanics. DOI: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025021

川藏铁路高地应力评价与灾变案例分析研究

doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025021
基金项目: (42174118)国家自然科学基金项目;(42174118

High in-situ stress evaluation and disaster case analysis for the Sichuan-Tibet Railway

Funds: This research is financially supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 42174118)
  • 摘要: 川藏铁路沿线高地应力问题突出,导致硬岩岩爆和软岩大变形等灾变现象频发,严重影响着川藏铁路隧道建设。通过搜集川藏铁路雅林段沿线地应力实测数据366组以及川藏铁路沿线区域内28座隧道灾变案例,从应力分区角度刻画沿线地应力特征,梳理总结高地应力灾变案例并对川藏铁路廊道沿线区域的高地应力特征进行评价。研究结果表明,川藏铁路雅林段所经过的B218、B219和B222应力分区,其间最大、最小水平主应力量值随着埋深的不断增加而增大,埋深1000 m的应力量值范围为30.80~37.50 MPa和21.40~23.56 MPa,埋深2500 m的应力量值范围为69.80~90.00 MPa和48.40~56.56 MPa。其最大水平主应力优势方向分别为北西西向、北西向和北东向,并与震源机制解结果基本一致,局部有所偏转。侧压力系数kH普遍大于1,表明川藏铁路沿线主要受最大水平主应力影响。各应力分区应力值在埋深500 m以下主要深部范围表现为SH>SV>Sh,表明该沿线地应力状态主要为走滑型。各应力分区的μm值均集中在0.3附近,表明该沿线地应力积累水平较低。28个隧道灾变案例中(12个为硬岩岩爆,16个为软岩大变形),发生岩爆的隧道最小埋深为700 m,发生大变形的隧道最小埋深为275 m。其中有9座隧道地应力评价等级为高,19座隧道地应力等级评价为极高,表明高地应力是灾变频发的根本原因。通过对比各类隧道灾变判据与实际隧道灾变等级,得出相对适用于川藏铁路隧道岩爆预测和大变形预测的判据,为后续川藏铁路隧道建设提供了案例依据。研究结果为川藏铁路沿线区域的地应力状态分析与高地应力灾变防控提供了关键依据,对提升隧道工程安全性和施工效率具有重要工程指导意义。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2025-03-06
  • 修回日期:  2025-05-10
  • 录用日期:  2025-05-20
  • 预出版日期:  2025-05-22

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