摘要：采用数值模拟和实测围岩振动资料验证相结合的方法,分析非均匀应力场中圆形隧洞钻爆开挖时开挖边界上的径向、剪切地应力动态卸载以及二者耦合卸载所分别诱发的围岩振动特性。计算结果表明：径向、剪切应力动态卸载所分别诱发的振动及二者耦合卸载所诱发振动的大小和分布均由各自的卸载地应力场的分布决定,而卸载地应力场则由侧压力系数和崩落层的相对厚度决定;在最大主应力方向,径向、剪切地应力动态卸载所诱发的围岩振动方向相同,耦合卸载振动等于二者之和,在最小主应力方向,两者所诱发的振动方向相反,耦合卸载振动等于二者之差。在圆形地下洞室围岩中,耦合卸载振动呈椭圆形分布,其长轴在主地应力较大的方向,短轴在主地应力较小的方向,表现出一定的地应力导向性。最后,利用小波变换突出信号奇异点的特性,采用小波分析模极大值方法识别瀑布沟水电站地下厂房开挖过程中实测围岩振动曲线中地应力动态卸载振动的到达时刻,初步分离围岩总体振动中的地应力卸载振动,验证上述数值模拟结果。

关键词：岩石力学 非均匀地应力场 圆形隧洞 动态卸载 径向地应力 

单位：武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室 湖北武汉430072