通渝隧道 Kaiser 效应地应力测试研究
徐林生
重庆交通学院 土木建筑学院 重庆 400074
摘 要 通过5组岩石声发射Kaise效应地应力的测试，查明了通渝深埋特长公路隧道工程岩体内地应力的总体状态为潜在走滑型，隧道中部测得的地应力量级普遍较高，实测最大主应力1最高达33.04MPa，因而施工过
程中应密切关注其高地应力与岩爆问题。
关 键 词 ：隧道 地应力 Kaiser 效应
中图分类号 U451+.5 文献标识码 A 文章编号 1001-716X(2006)02-0025-03
通渝隧道是202省道城黔路燕子河至大进段二级公路建设的关键性控制工程。该隧道主要穿越寒武系至三叠系的一套碳酸盐岩，碎屑岩建造地层（图1），全长4279m、最大埋深1000余米属深埋特长公路隧道 高地应力是该隧道的主要工程地质问题之一。为了指导和配合通渝隧道的顺利施工，受重庆市公路局的委托，我们承担了该隧道工程的岩石声发射Kaiser效应地应力测试研究任务。
1 岩石声发射Kaiser效应地应力测试的基本原理
脆性材料对曾经受过的力具有记忆性。 1950年德国 J.Kaiser 博士发现多晶金属的应力从其历史最高水平释放后，再重新加载，当应力达到和超过先期所受过的最大应力值时，才会有明显的声发射现象出现，这就是著名的Kaiser 效应。从很少产生声发射到大量产生声发射的转折点称为Kaiser点，其所对应的应力即为材料先期受到过的最大应力[1]. 1963年，美国岩石力学家R.E.Goodman通过试验证实了岩石也同样具有Kaiser效应现象，从而为应用这一技术测定岩体的天然应力状态奠定了基础。20 世纪 70 年代末期以来，日本、美国、中国等学者对这一问题开展了广泛的理论及实验研究。相继解决了Kaiser效应方向的独立性，躁声排除等难题，使Kaiser 效应地应力测试方法具有了实用性[2,3]。
Kaiser 效应测试地应力的关键是准确地确定Kaiser 点的位置. 按照弹性理论 对于受力物体中的某一点 若已知其6个方向的应力分量，那么这一点的三向应力状态就可以完全确定。因此，可以将现场定向采取的完整岩样，按X、Y、 Z、 X45°Y、Y45° Z、 Z45° X这6个方向制取定向试样，每个方向制取4至6个试件，每个试件尺寸为3cm×3cm 10cm 左右 各定向试样经过切、磨成形后， 两加 载端面须经双端面磨床精磨，使其平行度，垂直度与平整度得以充分保证，并置于实验室测试系统中在加载的同时，同步测定声发射特征参数，由此可以获得每个定向试件的Kaiser点所对应的荷载Pk。然后就可以按下列步骤整理，计算测点的空间应力与状态：
