3月24日晚，由研究生院/研究生工作部主办、公路学院承办、校研究生科学技术协会协办的博士论坛第34讲以线上讲座形式顺利举办。公路学院博士研究生刘长青作了题为“基于宏微观裂隙演化的强构造活动区深埋硬脆岩隧道大变形分析”的报告，相关学院共240余名师生参加。
01、研究背景及意义
刘长青指出，硬脆性围岩存在大变形现象且情况比较特殊，受微观和宏观结构共同影响。刘长青结合国内外研究现状，引出了基于宏微观裂隙演化的强构造活动区深埋硬脆岩隧道大变形研究的研究意义。
02、研究区概括
刘长青介绍到，研究区域位于青藏高原东北缘，是重要的地质活动构造边界。区域内发育多条断裂带，属强构造活动区，岩体受开挖影响存在强烈的劣化风险。天平铁路关山特长隧道全长15600m，最大埋深831m，最大地应力31.35Mpa，地层岩性主要为闪长岩(UCS=82 MPa)。研究区段根据新奥法原理，采用两台阶钻爆法开挖，按照Ⅳ级加强形式支护。
03、围岩大变形特征
刘长青从现场现象以及监测数据两方面详细介绍了围岩的大变形特征。
①现场现象：隧道围岩岩体结构极为发育，围岩变形超出允许变形量，同时衬砌结构出现不同程度的破坏，表现出典型的大变形现象，岩体破坏形式以脆性为主。开挖进尺后，掌子面岩体P波速度甚至低于2300m/s，岩体质量发生显著劣化。
②围岩初始监测数据表明：水平收敛位移最大值约为295.4 mm。此外，左侧测点(A测点)水平位移大于右侧(B测点)，左侧拱肩压力值较大，不对称的变形可能与SW向优势结构有关。
04、大变形现象的解析
①岩石组构特征：闪长岩块体表现完整性好，但微裂隙密集发育、密闭，呈现出比较强的定向性分布规律，在外力作用下沿节理整体呈块状结构。
②岩石脆性力学特征：闪长岩在三种围压条件下均表现出很强的脆性特征。对于脆性岩石，其脆性会随围压的增大而降低，甚至发生脆-延性转变。
③岩石力学行为表现：岩石虽然表现硬脆性特征，但在远低于UCS的应力条件下即发生了变形破坏。闪长岩在远低于UCS的应力状态下裂纹逐渐发育、扩展，发生损伤破坏的过程，证实了围岩在应力场改变条件下会发生破坏。
05、主要结论
①受强烈的构造活动影响，关山闪长岩中存在大量微裂隙，在应力场转变条件下呈现碎裂状脆性破坏。宏微观结构在空间分布上存在显著的一致性，其发育机制与强构造活动有关。
②受微裂隙的影响，闪长岩在释放围压过程中呈现显著的扩容现象。随着开挖扰动引起的围岩应力环境的变化，一部分微裂缝张开产生体积膨胀，另一部分演化发展形成新的宏观裂隙，使围岩的完整性显著降低。
③关山隧道大变形受宏、微观裂隙的综合影响。钻孔摄像揭示了围岩变形量主要包括原始宏观裂隙的松弛、微裂隙的发育扩展和微裂隙的扩容引起的岩石膨胀，其中微裂纹的发育扩展贡献最大（60%-64%）。
报告最后，刘长青耐心回答了同学们提出的相关疑问，使同学们对深埋隧道常见的破坏现象以及微、宏观结构对其的综合影响有了更为深入的理解。