吳枋胤 ，何 川 ，汪 波 ，張鈞博 ，蒙 偉 ，劉金松

（1.西南交通大學(xué)交通隧道工程教育部重點實驗室，四川 成都 610031；2.中鐵二院工程責(zé)任有限公司，四川 成都 610031）

巖爆現(xiàn)象是指在高地應(yīng)力地區(qū)地下工程開挖后，由于洞室圍巖的應(yīng)力重分布和應(yīng)力集中，巖體中積聚的彈性變形勢能突然釋放，導(dǎo)致圍巖爆裂、彈射的動力現(xiàn)象，具有很強(qiáng)的突發(fā)性、隨機(jī)性和危害性[1].國內(nèi)外眾多巖爆研究成果和大量巖爆實際資料及試驗數(shù)據(jù)表明：發(fā)生不同等級的巖爆、巖體應(yīng)力與巖石單軸抗壓強(qiáng)度的比值達(dá)到某一臨界值是一種基于應(yīng)力強(qiáng)度比的判別方法.許多學(xué)者將這種判別方法用到巖爆的預(yù)測研究中[2-9]，這種方法的優(yōu)勢在于：施工前可對隧道全線進(jìn)行地應(yīng)力反演，得到地應(yīng)力場以后可以模擬開挖后的洞壁二次應(yīng)力，根據(jù)地質(zhì)資料可得到巖石單軸抗壓強(qiáng)度的大致范圍，即可在施工前對隧道全長進(jìn)行一個初步的巖爆預(yù)測，給隧道的設(shè)計提供重要參考；在施工期，洞壁二次應(yīng)力以及巖石單軸抗壓強(qiáng)度的實測數(shù)據(jù)容易獲取，可隨著隧道開挖得到小范圍的精確的巖爆預(yù)測，確保現(xiàn)場的安全施工.

關(guān)于巖爆的應(yīng)力判據(jù)目前有多種形式，但總體上是從巖體應(yīng)力及巖性條件兩方面進(jìn)行考慮的，其認(rèn)為地應(yīng)力與巖石的抗拉或抗壓強(qiáng)度達(dá)到一定比值就可能發(fā)生巖爆，現(xiàn)有的應(yīng)力判據(jù)中，大多都用洞壁切向應(yīng)力 σθ及洞壁巖石單軸抗壓強(qiáng)度Rc的比值進(jìn)行巖爆等級的劃分：挪威的Russenes 在1974 年提出了一種在國外很有影響的巖爆烈度分級方案，并應(yīng)用有限元法和Kirsch 方程計算洞壁最大切向應(yīng)力σθmax，繪制出巖爆烈度與洞壁 σθmax和巖樣點載荷強(qiáng)度值Is的關(guān)系圖，用于預(yù)報和判定巖爆等級，把Is轉(zhuǎn)換成Rc，獲得了巖爆Russenes 判據(jù)[7]；Turchaninov根據(jù)科拉半島希賓地塊的礦井建設(shè)經(jīng)驗，提出巖爆活動性由洞壁切向應(yīng)力 σθ和軸向應(yīng)力 σL之和與Rc之比確定[10]；Hoek 等[11]總結(jié)了南非采礦巷道圍巖破壞的觀測結(jié)果，提出了對巖爆分級的判別式為 σθ/Rc=0.34（少量片幫），σθ/Rc=0.42（嚴(yán)重片幫），σθ/Rc=0.56（需重型支護(hù)），σθ/Rc=0.70（嚴(yán)重巖爆）；徐林生等[12]結(jié)合川藏公路二郎山隧道的工程實踐，對巖爆烈度分級做了系統(tǒng)研究，確定了各等級巖爆對應(yīng)的 σθ/Rc臨界值；彭祝等[13]采用Griffith 理論對圍巖的應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行分析，以巖石抗壓強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之比為參數(shù)，建立了巖爆烈度分級的判別方法；陶振宇等[14]在Barton 判據(jù)的基礎(chǔ)上，以Rc與巖體初始應(yīng)力場的最大主應(yīng)力 σ1的比值為指標(biāo)，細(xì)化了巖爆發(fā)生的具體等級范圍；張津生等[15]綜合考慮了圍巖應(yīng)力與應(yīng)變特性，以 σθ和Rc為參數(shù)，提出了一個簡明的巖爆判據(jù)；姚寶魁等[16]認(rèn)為只有當(dāng) σθ與Rc之比大于0.15 才可能發(fā)生巖爆.

上述基于應(yīng)力強(qiáng)度判據(jù)的巖爆預(yù)測法數(shù)據(jù)可靠，易于實施，但這種判據(jù)往往是在某一條特定的隧道、某種特定地質(zhì)條件的基礎(chǔ)下提出的，在拉林鐵路復(fù)雜的地質(zhì)條件下，沒有很好地適用性，故此提出一種針對拉林鐵路的巖爆判據(jù)顯得尤為重要.本研究以拉林鐵路桑珠嶺隧道現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)、現(xiàn)場巖爆記錄為基礎(chǔ)，進(jìn)行巖爆判據(jù)中不同等級下臨界基準(zhǔn)值的研究，結(jié)合kNN（k 近鄰分類）機(jī)器學(xué)習(xí)算法[17-18]提出針對拉林鐵路的巖爆判據(jù)及烈度分級，并將其用于拉林鐵路其他典型巖爆隧道（達(dá)嘎拉隧道、祝拉崗隧道、崗木拉隧道）的巖爆等級判定，與實際情況對比分析，驗證其可靠性及適用性.

1 桑珠嶺隧道巖爆發(fā)生概況及烈度分級

桑珠嶺隧道隧址區(qū)位于藏南谷地桑加段上游段，隧道最大埋深1 347 m，典型的高山峽谷地貌，先后穿越了沃卡地塹東緣斷裂F5-2和呈近南北向展布的巴玉斷層F3，是拉林鐵路全線控制性重難點工程[19]，隧道巖性以花崗巖、閃長巖等極硬巖為主，是典型的高地應(yīng)力硬巖隧道，為進(jìn)一步對桑珠嶺隧道的巖爆發(fā)生規(guī)律進(jìn)行分析總結(jié)，課題組在施工期間對桑珠嶺隧道各洞段巖爆發(fā)生情況進(jìn)行了跟蹤記錄.

1.1 巖爆破壞方式

1.1.1 薄片狀剝落

巖爆時巖石呈薄片狀松脫、剝落，厚度 ＜ 10 cm，破裂面平直，如圖1（a）所示.

1.1.2 棱板狀破裂

洞室開挖后，圍巖應(yīng)力分異，發(fā)生鼓脹，在內(nèi)部逐漸形成破裂面，隨著時間推移，應(yīng)變能慢慢釋放，破裂面逐漸貫通，最后發(fā)生棱板狀的破裂，破裂面中間平整，邊緣處呈現(xiàn)梯狀，如圖1（b）所示.

圖1 巖爆破壞方式Fig.1 Rock burst failure modes

1.1.3 板狀、大塊徑爆裂

在桑珠嶺隧道極高地應(yīng)力區(qū)段，洞室開挖后，圍巖局部應(yīng)力高度集中，巖石發(fā)生鼓張爆裂.主要為剪切破壞，表現(xiàn)為大塊徑（＞ 25 cm）巖石彈射、拋射，并伴隨巖粉噴射，產(chǎn)生巨大的聲響，巖爆發(fā)生后會形成大直徑空腔，如圖2 所示.

圖2 巖爆后形成巨大空腔（DK183+000）Fig.2 Huge cavity formed after rockburst (DK183+000)

1.2 爆裂、崩出巖石塊徑特征

桑珠嶺隧道巖爆烈度以輕微、中等為主，少有強(qiáng)烈?guī)r爆發(fā)生，根據(jù)現(xiàn)場巖爆記錄資料，輕微巖爆剝落的巖石塊徑多在2～10 cm，中等巖爆彈射的巖石塊徑在5～40 cm，強(qiáng)烈?guī)r爆拋射、崩出的巖塊最大塊徑達(dá)到了60 cm，具體統(tǒng)計見表1，可見巖爆崩出的巖石塊徑與巖爆烈度等級具有正相關(guān)性.

表1 桑珠嶺隧道巖爆發(fā)生次數(shù)Tab.1 Rockburst occurrence frequency in the Sangzhuling tunnel

1.3 巖爆時效特征

桑珠嶺隧道巖爆發(fā)生一般會滯后于開挖爆破一段時間，根據(jù)等級不同，期間會發(fā)生多次掉塊、剝落甚至彈射現(xiàn)象，持續(xù)時間在幾秒到幾十分鐘不等，之后巖爆活動頻率降低，偶有掉塊現(xiàn)象發(fā)生，在DK183 +142 強(qiáng)烈?guī)r爆段，第一次巖爆時具有突發(fā)性并迅速向圍巖深部擴(kuò)展，在開挖后幾個月內(nèi)依然會不定期發(fā)生巖爆，出現(xiàn)剝落、掉塊等現(xiàn)象.

對現(xiàn)場實際記錄的380 個巖爆點進(jìn)行統(tǒng)計，得到了巖爆次數(shù)與第一次巖爆發(fā)生距開挖時間以及持續(xù)時間的關(guān)系，如表1 所示.由統(tǒng)計可知：桑珠嶺隧道開挖后第一次巖爆主要在開挖后3.5 h 范圍內(nèi)，其中大部分集中在2.5～3.5 h 內(nèi)，即開挖后3.5 h 內(nèi)是巖爆發(fā)生的高峰期；第一次巖爆的持續(xù)時間集中在10 min 以內(nèi)，而持續(xù)時間15 min 以上的十分少見，即在開挖后第一次巖爆開始后10 min 內(nèi)巖爆活動頻繁，為巖爆危險期.

1.4 巖爆與埋深的關(guān)系

桑珠嶺隧道隧址區(qū)地面標(biāo)高3 300～5 100 m，高差達(dá)1 900 m，隧道最大埋深為1 347 m，為研究桑珠嶺隧道巖爆與隧道埋深之間的關(guān)系規(guī)律，將桑珠嶺隧道按照埋深分為 ＜ 400 m、400～900 m、≥ 900 m 3 個部分，每個部分長度分別為7.5、4.6、5.0 km，統(tǒng)計結(jié)果見表2.

由表2 可以看出：桑珠嶺隧道巖爆主要集中在400 m 埋深以上的洞段，其中埋深400～900 m 洞段發(fā)生的巖爆占比42.09%，埋深 ≥ 900 m 洞段發(fā)生的巖爆占比41.43%，可見桑珠嶺隧道巖爆發(fā)生次數(shù)與隧道埋深之間有一定的正相關(guān)性；從巖爆等級看，在埋深 ＜ 400 m 洞段發(fā)生了6 次強(qiáng)烈?guī)r爆（DK186 +167～DK186+194 段），在埋深400～900 m 洞段共發(fā)生了22 次強(qiáng)烈?guī)r爆，而埋深最大的洞段一次強(qiáng)烈?guī)r爆都沒有發(fā)生，可見埋深對桑珠嶺巖爆等級的影響并不敏感，這可能是因為強(qiáng)烈?guī)r爆區(qū)段的構(gòu)造應(yīng)力較大的原因，因此并不能單從埋深來判斷桑珠嶺隧道巖爆發(fā)生的等級.

表2 桑珠嶺隧道不同埋深段巖爆統(tǒng)計Tab.2 Rockburst grades of different buried deep sections in the Sangzhuling tunnel 次

1.5 巖爆烈度分級方案

根據(jù)王蘭生等[20]提出RMS 方案（二郎山公路隧道圍巖巖爆分級方案）時采用的分級原則和依據(jù)，結(jié)合桑珠嶺隧道實際發(fā)生巖爆情況，提出了表3 所示的巖爆烈度分級方案.

表3 巖爆烈度分級方案及判據(jù)Tab.3 Classification scheme of rockburst intensity and rockburst criterion

桑珠嶺隧道全線各洞段在施工期間均發(fā)生了不同程度的巖爆，根據(jù)一號橫洞、二號橫洞、三號斜井及出口洞段現(xiàn)場巖爆的實際記錄，從聲響特征、運動特征、坑深以及形態(tài)特征方面參照桑珠嶺巖爆烈度分級方案對實際發(fā)生的巖爆進(jìn)行等級判定，這對于應(yīng)力判據(jù)的提出十分關(guān)鍵，桑珠嶺隧道全線實際發(fā)生巖爆等級判定結(jié)果如圖3 所示.

圖3 實際巖爆判定Fig.3 Actual rockburst judgement

2 拉林鐵路各級巖爆烈度標(biāo)準(zhǔn)值研究

桑珠嶺隧道全線巖體完整性好、強(qiáng)度高，因此可認(rèn)為隧道開挖后局部洞壁巖體為均質(zhì)各向同性彈性體，故可采用表面應(yīng)力解除法測量隧道開挖后的洞壁二次應(yīng)力分量，如圖4 所示，運用此方法測得了隧道全線洞壁二次應(yīng)力實測值，并基于此對全線進(jìn)行了應(yīng)力場的二次修正[21]，圖中：θ1為平面內(nèi)任一角度；ε1為測量平面內(nèi)角度為θ1方向上的應(yīng)變值；ε0為0° 方向上的應(yīng)變值；ε45為45° 方向上的應(yīng)變值；ε90為90° 方向上的應(yīng)變值.

圖4 實測洞壁二次應(yīng)力Fig.4 In-situ secondary wall stress

根據(jù)桑珠嶺隧道的地應(yīng)力場分布[22-23]以及基于桑珠嶺隧道二次修正后過的隧道軸線全線應(yīng)力場[18]模擬隧道開挖，計算范圍為DK177+600～DK187 +200，每個斷面的巖石單軸抗壓強(qiáng)度由現(xiàn)場點荷載試驗得到，巖體的物理力學(xué)參數(shù)由工程類比和現(xiàn)場試驗結(jié)果綜合確定[19-20]，具體巖爆判據(jù)制定流程見附加材料.

2.1 全線計算結(jié)果

對全線已發(fā)生的輕微、中等、強(qiáng)烈?guī)r爆段進(jìn)行數(shù)值模擬計算（計算方案見附加材料）后得到隧道開挖后的洞壁切向應(yīng)力 σθ以及應(yīng)力判據(jù)值 σθ/Rc如圖5所示，具體數(shù)值見附加材料表S1，表S1 中DK177 +600～DK186+200 段用作kNN 算法機(jī)器學(xué)習(xí)的樣本數(shù)據(jù)（共40 個），期望輸出按照以下方法確定：輕微巖爆時輸出為0，中等巖爆時輸出為1，強(qiáng)烈?guī)r爆時輸出為2.預(yù)留DK186+300～187+200 段（共10 個）的數(shù)據(jù)作為驗證組，驗證此判據(jù)的準(zhǔn)確度以及可靠性.

由圖5 可知：現(xiàn)場實際巖爆發(fā)生以輕微和中等為主，DK185+400～DK185+600 為強(qiáng)烈?guī)r爆集中段；隧道花崗巖巖性段發(fā)生了輕微、中等、強(qiáng)烈三種等級的巖爆，而閃長巖巖性段只發(fā)生了輕微巖爆，巖爆發(fā)生對巖石巖性的敏感性還有待研究；樣本數(shù)據(jù)中輕微巖爆的 σθ/Rc值范圍在0.15～0.32，中等巖爆的 σθ/Rc值范圍在0.24～0.49，強(qiáng)烈?guī)r爆的 σθ/Rc值范圍在0.42～0.59，各等級巖爆 σθ/Rc值的取值范圍有重疊部分，通過人為統(tǒng)計和篩選對預(yù)測結(jié)果存在較 大的干擾性，無法得出各等級巖爆的精確閾值.

圖5 數(shù)值計算獲取得應(yīng)力判據(jù)值及現(xiàn)場巖爆等級對應(yīng)圖Fig.5 Corresponding diagram of stress criterion value obtained by numerical calculation and actual rockburst grades

2.2 判據(jù)提出

使用Python 對圖5 中DK177+600～DK186 +200 段樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行kNN 算法分類，圖5 中所有應(yīng)力強(qiáng)度比值均在0.130～0.580 范圍內(nèi)，在此范圍內(nèi)，每隔0.001 設(shè)置一個虛擬數(shù)據(jù)點，用上述模型對這450 個數(shù)據(jù)點進(jìn)行類別預(yù)測，即可得到輕微、中等、強(qiáng)烈?guī)r爆各自的 σθ/Rc閾值.

經(jīng)DK177+600～DK186+200 段樣本數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)后的巖爆預(yù)測模型將0.130～0.580 范圍內(nèi)450 個數(shù)據(jù)直觀地分為了3 個類別（表3），但是在各類別的臨界處還是有極少的浮動點，這是正?，F(xiàn)象.取各類別開始趨于穩(wěn)定（不再浮動）的第一個值為閾值，最終得到的拉林鐵路巖爆判據(jù)的結(jié)果是：當(dāng)洞壁實測 0.13 ＜σθ/Rc≤0.31 時，預(yù)測有發(fā)生輕微巖爆的可能；當(dāng)洞壁實測 0.31 ＜σθ/Rc≤0.54 時，預(yù)測有發(fā)生中等巖爆的可能；當(dāng)洞壁實測 σθ/Rc＞0.54 時，預(yù)測有發(fā)生強(qiáng)烈?guī)r爆的可能，結(jié)合前述分級標(biāo)準(zhǔn)，可得到完整的拉林鐵路巖爆分級標(biāo)準(zhǔn)及巖爆判據(jù).

3 拉林鐵路巖爆判據(jù)的驗證及對比分析

3.1 與現(xiàn)有判據(jù)的對比分析

此次針對拉林鐵路巖爆判據(jù)研究選擇了 σθ/Rc作為判定指標(biāo)，而現(xiàn)有的巖爆判據(jù)中，盧森判據(jù)[7]、王元漢判據(jù)[24]、王蘭生判據(jù)[12]及關(guān)寶樹判據(jù)[25]用了同樣的判定指標(biāo)，如圖6 所示.

從圖6 中可看出：拉林鐵路巖爆判據(jù)中各等級巖爆的 σθ/Rc閾值較王蘭生、王元漢判據(jù)而言普遍偏低，即王蘭生、王元漢判據(jù)會低估拉林鐵路桑珠嶺隧道的巖爆發(fā)生情況.關(guān)寶樹判據(jù)中各等級巖爆的σθ/Rc閾值明顯低于拉林鐵路巖爆判據(jù)，即關(guān)寶樹判據(jù)會高估拉林鐵路桑珠嶺隧道的巖爆發(fā)生情況.與盧森判據(jù)相比，除了無巖爆、輕微巖爆的閾值較盧森判據(jù)偏低以外，其余各等級巖爆的 σθ/Rc與盧森判據(jù)相當(dāng)，即盧森判據(jù)可以很好地預(yù)測拉林鐵路桑珠嶺隧道中等、強(qiáng)烈?guī)r爆，但會低估輕微巖爆的發(fā)生情況.

圖6 拉林鐵路巖爆判據(jù)與現(xiàn)有常用判據(jù)對比Fig.6 Comparison between existing common criterias and rockburst criteria of Lhasha-Linzhi railway

總之，拉林鐵路巖爆判據(jù)是在桑珠嶺隧道現(xiàn)場巖爆發(fā)育特征和規(guī)律、現(xiàn)場巖爆實際記錄、現(xiàn)場洞壁二次應(yīng)力量測、現(xiàn)場巖樣點荷載試驗、基于二次修正地應(yīng)力場的開挖模擬及kNN 算法的基礎(chǔ)上形成的一套完整的巖爆預(yù)測體系.

3.2 可靠性驗證

3.2.1 桑珠嶺隧道預(yù)留數(shù)據(jù)驗證

將圖5 中預(yù)留的DK186+300～187+200 段使用2.2 節(jié)提出的應(yīng)力強(qiáng)度比（σθ/Rc）判據(jù)進(jìn)行預(yù)測，可得到如表4 所示的結(jié)果.

表4 桑珠嶺隧道DK186+300～187+200 段巖爆預(yù)測結(jié)果驗證Tab.4 Verification of rockburst prediction results of section DK186+300～187+200 in the Sangzhuling tunnel

基于kNN 算法的 σθ/Rc巖爆判據(jù)對DK186 +300～DK187+200 段的巖爆預(yù)測結(jié)果與實際巖爆等級相同，顯示了良好的精度，驗證了在一定量已有巖爆數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上建立的巖爆預(yù)測模型的準(zhǔn)確性和可靠性，在 σθ/Rc的閾值確定上，降低了人為因素對預(yù)測結(jié)果的干擾，具有良好的工程適用性.

3.2.2 拉林鐵路其他巖爆隧道驗證

拉林鐵路路線總長433 km，沿線隧道共46 座，占線路長度51.66%，除桑珠嶺隧道外，尚有包括祝拉崗隧道、達(dá)嘎拉隧道、崗木拉隧道等在內(nèi)的多個典型巖爆隧道，都處于高地應(yīng)力條件下，且隧址區(qū)以閃長巖、花崗巖等極硬巖為主，在施工中都出現(xiàn)了巖爆災(zāi)害.因此，本節(jié)將采用基于桑珠嶺隧道巖爆實際發(fā)生情況提出的拉林鐵路巖爆烈度分級標(biāo)準(zhǔn)及判據(jù)在上述隧道中進(jìn)行準(zhǔn)確性和適用性檢驗.

收集已開挖的祝拉崗隧道、達(dá)嘎拉隧道、崗木拉隧道的地應(yīng)力情況、地質(zhì)情況及現(xiàn)場巖爆發(fā)生情況，為進(jìn)一步說明拉林巖爆判據(jù)的準(zhǔn)確性和適用性，同樣通過2.1 中的數(shù)值模型計算得到對應(yīng)巖爆斷面的σθ/Rc值（計算參數(shù)如附加材料中表S1 所示），將各隧道現(xiàn)場實際巖爆發(fā)生等級與用拉林巖爆判據(jù)、盧森判據(jù)、王蘭生判據(jù)、關(guān)寶樹判據(jù)分別判定的巖爆等級進(jìn)行橫向?qū)Ρ?

如圖7 所示，實柱體圖表示在各巖爆等級中該判據(jù)判定正確的次數(shù)，半透明柱體表示在各巖爆等級中，該判據(jù)做出判定的總次數(shù)，由上述各判據(jù)對3 座隧道的巖爆等級判定結(jié)果分析可知：

圖7 巖爆判定結(jié)果對比Fig.7 Comparison of rockburst results

1）采用拉林鐵路巖爆判據(jù)所判定的輕微、中等巖爆總次數(shù)與實際發(fā)生的輕微、中等巖爆總次數(shù)均接近，且對比實心柱體和透明柱體可知其判定準(zhǔn)確率要明顯高于其他3 種判據(jù).

2）采用盧森判據(jù)所判定的輕微巖爆次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于實際發(fā)生次數(shù)，但其在中等巖爆等級中的判定表現(xiàn)較好，正確判定次數(shù)與正確率都與拉林鐵路巖爆判據(jù)相近，綜合來看，針對拉林鐵路而言，盧森判據(jù)判定能力低于拉林鐵路判據(jù).

3）采用王蘭生判據(jù)所判定的輕微巖爆次數(shù)較多，但其正確率只有30%左右，實際發(fā)生的中等、強(qiáng)烈?guī)r爆都沒有正確預(yù)測，說明針對拉林鐵路而言，王蘭生判據(jù)容易低估實際的巖爆發(fā)生等級.

4）采用關(guān)寶樹判據(jù)所判定的巖爆等級主要集中在強(qiáng)烈?guī)r爆，而實際強(qiáng)烈?guī)r爆極少發(fā)生，說明針對拉林鐵路而言，關(guān)寶樹判據(jù)嚴(yán)重高估了巖爆等級，可靠性較低.

綜合來看，對拉林鐵路而言，拉林鐵路巖爆判據(jù)的判定能力和預(yù)測準(zhǔn)確率均高于其余判據(jù)，更具有適用性和針對性.

4 結(jié) 論

1）本研究中分析了巖爆發(fā)生的主要影響因素，選取 σθ/Rc作為判別拉林鐵路隧道巖爆的發(fā)生的指標(biāo)，建立了以kNN 算法為基礎(chǔ)的巖爆預(yù)測模型，該方法利用桑珠嶺隧道工程已發(fā)生的實際巖爆情況及量測數(shù)據(jù)，對隧道未開挖段進(jìn)行巖爆預(yù)測，較現(xiàn)有的巖爆應(yīng)力判據(jù)更具有針對性和適用性.

2）在 σθ/Rc閾值的選取上利用了機(jī)器學(xué)習(xí)的方法，避免了人為因素對判據(jù)的影響，具有一定的科學(xué)性，且 σθ與Rc在施工過程中都易于獲取，這有利于在施工期對掌子面前方短距離范圍內(nèi)進(jìn)行精確的階段性巖爆預(yù)測.

3）在kNN 算法中，模型精度與樣本數(shù)據(jù)的數(shù)量大小有關(guān)，在本研究中用于基于kNN 算法的 σθ/Rc判據(jù)的樣本數(shù)據(jù)中，強(qiáng)烈?guī)r爆的數(shù)據(jù)較少，在后續(xù)拉林鐵路乃至川藏線其他隧道的應(yīng)用中應(yīng)繼續(xù)添加強(qiáng)烈?guī)r爆段的數(shù)據(jù)以提高巖爆預(yù)測模型的精度.

4）巖爆雖然是一種復(fù)雜的動力失穩(wěn)地質(zhì)災(zāi)害，但依然有規(guī)律可循，本文中以桑珠嶺隧道為依托提出的拉林鐵路巖爆判據(jù)經(jīng)過拉林鐵路達(dá)嘎拉隧道、祝拉崗隧道、崗木拉隧道的驗證，并與現(xiàn)有典型判據(jù)進(jìn)行判定結(jié)果的對比分析，證實了其對于拉林鐵路巖爆隧道的適用性及準(zhǔn)確性，可為后續(xù)川藏鐵路類似隧道的巖爆預(yù)測提供參考.

備注：附加材料在中國知網(wǎng)本文的詳情頁中獲取.