渤海海峡跨海通道工程南段地应力特征与工程稳定性分析

学术精汇

作者：

乔二伟1 2 3 4 马秀敏*1 2 3 4 5 郭华林1 6 孙尧1 2 3 4 姜景捷1 2 3 4

作者单位：

1. 中国地质科学院地质力学研究所2. 自然资源部北京地壳应力应变野外科学观测研究站3. 自然资源部地应力工程技术创新中心4. 自然资源部活动构造与地质安全重点实验室5. 北京科技大学6. 中国地质大学(武汉)工程学院

摘要：

渤海海峡跨海通道工程是连接山东半岛与辽东半岛重要的海上交通主线工程，沿线地应力状态是工程设计和施工决策的重要参考依据。为了准确获得工程南段地区现今地应力特征及构造应力场分布特征，在烟台市蓬莱区西南北沟镇实施了300 m以浅的水压致裂法地应力测量。结果表明：测区主导应力为水平构造应力，与东北—华北应力区其他地区相比，应力值处于中等；随测量深度增加，最大水平主应力（S_H）、最小水平主应力（S_h）和垂向主应力（S_v）均呈线性增大趋势；在测量深度范围内地壳浅表层应力结构以逆断型为主，即S_H>S_h>S_v；实测SH平均方位角为N75.3°E，与华北应力区的应力场方向一致,也与其震源机制解和GPS测量揭示的区域构造应力场方向基本一致。应用库仑摩擦滑动准则和此次测量数据，初步评估了渤海海峡跨海通道工程南段地区现今地应力积累水平及其对工程稳定性的影响，认为区域内应力积累总体水平相对较低，工程区域地壳相对稳定。依据岩爆危险程度综合判别准则σ_θmax/R_c讨论了通道区域地下隧道工程围岩岩爆的可能性，认为该工程地下隧道发生岩爆可能性很低，隧道围岩总体稳定。研究结果为渤海海峡跨海通道工程的设计、施工等方案的优选提供了科学依据，同时也可为区域活动断裂、地震地质、区域动力学等研究提供基础数据。

关键词：

渤海海峡跨海通道工程水压致裂法地应力围岩稳定性构造应力场

刊期：

2025，2（31）

所属栏目：

创刊30周年纪念专栏

基金资助：

中国地质调查局地质调查项目(DD20230249,DD20230014,DD20160149),国家自然基金基金项目(42272222),中国地质科学院地质力学研究所基本科研业务费项目(DZLXJK202106,DZLXS202211)

分类号：

P315.72+7；TV554

DOI：

10.12090/j.issn.1006-6616.2023169

页数：

页码：

197-210

来源期刊

地质力学学报

Journal of Geomechanics