“2S+”大型地下洞室支护设计方法与应用

在分析多个高应力地下工程破裂特征的基础上,将岩石峰前和峰后全过程力学行为纳入地下工程支护设计中,提出融合启裂强度因子和峰后脆–延转化因子的大型地下洞室应力-强度设计方法,简称“2S+”方法,充分考虑了岩石裂纹扩展机制和峰后力学行为。岩石单轴压缩试验中的启裂强度与现场初始地应力下最大主应力量值的比值构成启裂强度因子ISI,反映岩石内部裂纹扩展本质和围岩初始应力水平;工程围压范围内岩石脆性指标的下降速率构成峰后脆-延转化因子BDF,反映岩石峰后应力降低的大小、速率和脆-延性;支护强度根据收敛约束法的基本原理求解获得。基于多个典型地下洞室岩石ISI,BDF和地下洞室支护强度统计结果,建立围岩破坏模式和支护设计的“七分区”评价体系,并在多个大型地下工程实践中得到了成功应用。