锦屏二级水电站引水隧洞围岩岩爆特性研究

锦屏二级水电站引水隧洞围岩岩爆特性研究

蒋昱州1，王瑞红2，汪斌1，朱杰兵1

(1.长江科学院 水利部岩土力学与工程重点实验室，武汉430010；

2.三峡大学 三峡库区地质灾害教育部重点实验室，湖北 宜昌443002)

摘要：为了解锦屏二级水电站引水隧洞围岩岩爆特性，对该工程区典型岩爆岩样系统地开展了岩石力学特性试验研究。试验结果表明：岩样较完整坚硬、抗压强度高，主要以脆性破坏形式为主；典型地层试样的岩爆倾向性指数平均值Wet均大于2.0，当地处高应力区时，岩爆特征明显；岩样卸围压破坏过程中变形特征规律为初始卸载围压越大，岩石的扩容效应越显著，与常规三轴压缩试验相比，岩样卸荷破坏的峰后应力跌落时的轴向应变变化较小，初始围压越大脆性破坏特征越明显；CT扫描断面与图像重组手段分析表明，试样在卸荷试验过程中，首先经历压密阶段，然后进入扩容状态直至破坏，破坏后存在“密度回弹”现象。卸围压试验中，试样瞬间发生破坏，多数伴有破裂响声，多数产生“双剪”破坏；利用岩体基本质量指标来描述岩石坚硬程度和岩体完整程度，提出了一种新的岩爆判据形式与分级标准，利用试验成果对提出的岩爆判据与分级进行了验证，结论与锦屏二级水电站辅助洞岩爆实际情况相符。

关键词：锦屏二级水电站；隧洞围岩；岩爆；高应力；试验研究；CT扫描断面

中图分类号：TU45文献标志码：A

收稿日期：2014-07-31 ；修回日期：2014-08-02

作者简介：崔中涛(1979-)，男，湖北仙桃人，高级工程师，主要从事水电水利工程勘察设计工作，(电话)028-87399158(电子信箱)cugshuai@163.com。

DOI:10.3969/j.issn.1001-5485.2015.04.015

1研究背景

我国西南部地区多为高山峡谷地带，地质条件复杂，输水工程以及水利水电工程的引水隧洞、大型地下洞室群等结构在施工建设及运营过程中均会面临着很多高应力条件下的深部岩石力学问题，其中尤为突出是岩爆问题，它直接威胁工作人员及设备仪器的安全，是目前深部地下工程中的世界性难题。岩爆是地下工程开挖过程中，坚硬、脆性围岩在高地应力条件下，因开挖扰动导致围岩应力重分布和应力集中，岩体内储存的弹性应变能突发性地急剧释放而产生的爆裂松脱、剥落、弹射甚至抛掷现象的一种动力失稳、破坏性的地质灾害[1-4]。岩爆研究可以追溯到18世纪上半叶。迄今为止，虽然诸多科研成果己经问世，但岩爆仍是世界性难题，目前关于它的研究还多停留在假说和经验阶段。现有研究工作从内容和目的上，可以归纳为4个主要方面，即岩爆发生机理研究、岩爆倾向性预测研究、岩爆监测预报技术研究和岩爆防控技术的研究[5-9]。因此，加强对高应力条件下地下工程岩爆现象的研究，对于防灾减灾、推动我国深部地下工程技术发展具有重要的理论与实际意义。

以锦屏二级引水隧洞作为背景工程，通过对发生岩爆现象的工程现场进行调研、对典型岩爆围岩进行取样、对样本开展系统的岩石力学试验等多种途径来研究岩爆孕育机制及力学特性；并在此基础上，探讨岩爆判据与分级方法，为水电工程深埋高地应力隧道建设及运行安全提供技术支撑。

2工程概况

锦屏二级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里、盐源、冕宁3县交界处的雅砻江干流锦屏大河湾上，系雅砻江卡拉至江口河段5级开发的第2座梯级电站。水电站利用雅砻江150 km锦屏大河湾的天然落差，采取截弯取直的方式开挖隧洞来进行引水发电。隧洞围岩岩石主要为三叠系中、上统的大理岩、灰岩、结晶灰岩及砂岩和板岩，且以碳酸盐类岩石为主。水电站引水系统采用4洞8机布置形式，从进水口至上游调压室的平均洞线长度约为16.67 km，中心距60 m，洞主轴线方位角为N58°W。引水隧洞立面为缓坡布置，底坡3.65‰，由进口底板高程1 618.00 m降至高程1 564.70 m与上游调压室相接。引水隧洞洞群沿线上覆岩体一般埋深1 500～2 000 m，最大埋深约为2 525 m，具有埋深大、洞线长、洞径大的特点，为世界上规模最大的水工隧洞工程。根据长勘探平洞和辅助洞地应力和地下水压试验资料，实测最大地应力值42 ～46 MPa，预计最大埋深处地应力达70 MPa级，最小主应力26 MPa，最大外水压力10.2 MPa。由于锦屏二级电站引水隧洞岩体赋存环境与浅埋隧洞和地面工程相比，具有高地应力、高渗透压力和时效特征显著等特点，开挖卸荷后围岩的力学特性将会与浅部岩体存在明显的差别，其岩爆现象是迫切需要进行系统研究的科学问题。

3岩石岩爆特性试验研究

试验研究取样地点位于交通辅助洞A,B及其加宽带、引水隧洞等部位，取样数量约为300组。

3.1　岩石单轴抗压强度试验

对引水隧洞中岩样按5大地层分类，共完成室内岩石抗压强度试验共188个，岩石试件破坏形式主要呈2种状态:较完整坚硬试件为脆性破坏(压-剪破坏或沿轴向拉伸破坏);另一种形式为沿裂隙破坏或碎破。试样在较高峰值强度试件破坏时，表现在破坏前位移小，峰值尖挺，多为脆性破坏；而峰值强度较低试件破坏时，位移大且峰值圆滑，多为碎破或沿裂隙破。

其中白山组T2b典型岩爆地层试样为灰白色大理岩，试验岩样均为微新和微风化态，单轴抗压强度组均值在88.9～217 MPa间，其层平均值为132 MPa，属坚硬岩石；单轴压缩变形模量34.0～73.0 GPa，平均值为50.5 GPa；弹性模量44.1～90.0 GPa，平均值为64.3 GPa，泊松比范围在0.24～0.28，均值为0.26。

将188个抗压强度试验成果单值作综合统计，有68.8%集中分布在90～150 MPa间，20.2%分布在10～90 MPa之间，11.2%分布在150～250 MPa间，如图1所示。

图1　岩石单轴抗压强度分布直方图 Fig.1　Histogram of the distribution of uniaxial compressive strength of rock specimens

3.2　岩石单轴抗压强度试验

对引水隧洞典型地层150个岩石样本进行了单轴抗压强度试验，测试对象主要以白山组T2b和盐塘组T2y的大理岩为主。测试样本多数为完整岩石或较完整岩石试件，测试成果综合统计值见表1。

对T1地层的18个样本试验成果范围值在1.17 ～3.12间，平均值为2.26；砂板岩T3地层的15个样本试验成果范围值在1.59 ～4.99间，平均值为2.57；白山组T2b地层85个试验样本试验成果范围值在1.14 ～5.19，平均值为2.69，单值在2.0～5.5占有76.5%；盐塘组T2y地层32个试验样本试验成果范围值在1.29 ～5.53，平均值为2.79，单值在2.0～6.0占有81.2%。

表1　岩石岩爆倾向性指数( W et)试验成果统计 Table 1　Test result of rockburst proneness index ( W et)

上述4大地层岩石的各地层的样本Wet均值均>2.0，在2.57～3.26间。将150个样本试验单值作进一步统计，Wet值有78.5%分布在2.0～7.5；其中73.5%分布在2.0～5.0，Wet值≥5.0的样本占5.0%，如图2所示。

图2　主要地层岩石W et值统计直方图 Fig.2　Histogram of W et distribution of rock specimens in main strata

3.3　高应力条件下岩石三轴卸荷试验

为了研究引水隧洞地下工程围岩开挖卸荷状态的力学特性，开展了12组高应力条件下岩石三轴卸载试验。按照先将围压加到某一水平下(卸荷起始点)，逐步增加偏差应力，然后保持轴压卸围压直至岩石破坏。

基于单个样本曲线、组簇曲线，利用莫尔-库伦理论得到各组岩石三轴压缩强度在卸载状态下的黏聚力c值、摩擦系数f值等参数。引水隧洞不同地层的岩石三轴压缩卸荷试验成果范围值及均值如表2所示。

表2　引水隧洞交辅洞岩石三轴卸荷试验成果 Table 2　Result of triaxial unloading test on rock specimens from the auxiliary tunnel of diversion tunnel

通过三轴卸围压破坏试验，得到岩样卸围压破坏过程中变形特征规律：初始卸载围压越大，岩石的扩容效应越显著；与常规三轴压缩试验相比，卸载试验中，卸荷破坏的峰后应力跌落时的轴向应变变化较小，这种脆性破坏特征随围压增大越明显。

T1夹 T2z等互夹层微风化岩石黏聚力c值7.71～22.7 MPa，平均值为15.2 MPa，内摩擦系数f值0.59～1.14(φ为30.7°～48.6°)，平均值为0.86(φ=39.6°)。T3地层砂板岩微风化岩石黏聚力c值为17.2～40.8 MPa，平均值为26.2 MPa，内摩擦系数f值为0.60～1.12(φ为30.8°～48.3°)，平均值为0.91(φ=41.6°)。白山组T2b地层，岩性为灰白色大理岩均为微风化，黏聚力c值11.7～31.3 MPa，平均值为18.9 MPa；内摩擦系数f值0.47～1.12(φ为25.2°～48.3°)，平均值为0.83(φ=39.4°)；盐塘组T2y地层，岩性为微风化条带状大理岩，黏聚力c值为17.5 MPa；内摩擦系数f值1.05(φ=46.5°)。

3.4　岩爆岩石微细观破坏机理试验研究

为了揭示典型岩爆试样在高应力卸载路径下细观破坏过机制，采用Quanta200型环境扫描电子显微镜对典型绿砂岩卸荷条件下的破坏断口进行电镜扫描分析，岩样破坏断口不同倍数的电镜照片如图3所示。

图3　高应力绿砂岩卸荷三轴试验断口SEM图 Fig.3　SEM pictures of fracture of green sandstone after triaxial unloading failure

从绿砂岩卸围压三轴破坏的SEM电镜扫描图片(图3)看出：卸荷损伤破坏过程中的裂纹扩展及滑移过程，微观沿长石或石英解理面拉断裂，主要是垂直于裂纹方向的解理面在拉应力作用下产生穿晶断裂并分离，其破坏微裂纹呈现随机性分布，多沿岩样初始缺陷发育，呈现各向异性特征。由典型的断口微细观形貌特征，可以发现岩石破坏实质是岩石材料内部不同尺度的孔洞、节理、裂隙以及位错等微缺陷与杂质体共同的微细观运动以及矿物晶体的解理位移所导致的；岩样在卸荷条件下的变形是由于在外荷载作用下，晶粒及解理面间产生滑移与错位。破坏后微单元体呈有序排列，与宏观岩体爆破后的损伤岩体相似。这种沿节理断裂的形式也是脆性断裂的一种典型破坏形式，其破坏细微观裂纹呈现随机性分布，多沿岩样初始微缺陷发育，局部微元断面平整，断口面上的原生或次生裂纹展开明显，没有晶粒覆盖。断裂断口表面微观裂纹具有明显的各向异性，表现出张拉破坏特征。

采用Sensation-4型螺旋CT系统，对典型岩爆岩石卸荷过程进行CT扫描分析。基于相同断面内CT数不同状态下变化规律，从细观尺度研究岩石的破坏机理。选取试样正中部断面、中部的上下2.45 cm处各取一断面，共3个断面进行CT扫描测试，断面编号由上至下为3-1，3-2，3-3。典型岩石试样不同轴向应力状态下CT数统计成果见表3，该岩样应力卸载路径为在轴向压力σ1=179 MPa时，围压σ3从20 MPa开始降低，进行卸围压试验。统计面积内CT数分布规律直方图如图4所示。

表3　不同状态下三轴卸荷试验CT数成果 Table 3　CT numbers of rock specimen at different stages during triaxial unloading test

图4　典型试样不同断面不同状态下统计面积 内CT数变化规律 Fig.4　Variation of CT numbers of different sections of typical specimen at different states

由表3及图4可以看出：在远离破坏面区域情况下，小范围统计面积内的CT数经历了增加、降低、再增加的过程，说明试样在压缩过程中首先经历压密阶段，然后进入扩容状态直至破坏。试验研究表明：破坏后，在远离破裂面的区域存在“密度回弹”现象。卸围压试验中，试样瞬间发生破坏，多数伴有破裂响声，与试样在恒围压加轴向压力破坏的“单剪”类型不同，多数产生“双剪”(张性)破坏，如图5所示。

图5　典型试样不同状态下CT三维重构图 Fig.5　Three dimensional reconstructed model of typical rock specimen at different states

4岩爆判据与分级研究

4.1　岩爆判据与分级

岩爆现象是指在高地应力地区洞室开挖后, 由于洞室围岩的应力重分布和应力集中, 在较短时间内围岩产生突发猛烈的脆性破坏形式。国内外学者分别从强度、刚度、能量、断裂及突变理论等方面对岩爆机理进行了分析, 形成了不同的理论判据与分级标准。

国内外众多岩爆研究成果和大量岩爆实际资料及试验数据表明[10-16]：发生岩爆，除了岩体应力(地应力或初始应力)必须大于岩石单轴抗压强度的某一百分数之外，岩石还应该是坚硬的、脆性的、完整的或比较完整的，同时岩石的弹性应变能需要比岩石破坏耗损应变能大很多。反之，不会发生岩爆。岩爆判据可以表示为

(1)

本文引入《工程岩体分级标准》中的岩体基本质量指标来描述岩石坚硬程度和岩体完整程度[17]，得到一种新的岩爆判据形式为

(2)

根据σ1值来进行岩爆分级：

(3)

式中：Rc为岩石单轴抗压强度；σ1为初始地应力的第一主应力值；Rt为岩石抗拉强度；Kv为完整性系数；Wet为岩爆倾向性指数；BQ为岩体基本质量指标。

4.2　岩爆判据与分级的验证

锦屏二级水电站辅助洞在埋深大于1 200 m时，地应力场由谷坡地带局部地应力转变为以垂直应力为主的自重应力场。辅助洞埋深2 000 m 洞段处，垂直地应力σ1= 35 ～45 MPa；根据上述典型岩样试验成果，Rc=90 ～150 MPa;Rt=6 ～9 MPa;Wet>2.2;Kv>0.55。 取值：σ1=40 MPa，Rc=120 MPa，Rt=7.5 MPa，Wet=2.2，Kv=0.55， 代入式(2)对提出的岩爆判据与分级进行验证，得

(4)

上式满足判据要求，锦屏二级水电站辅助洞会发生岩爆现象。

根据σ1值基于式(3)来进行岩爆分级，得

(5)

属于中等岩爆级别。

综上所述，岩爆判据与分级与锦屏二级水电站辅助洞岩爆实际情况相符。

5结论

针对锦屏引水隧洞区典型岩爆岩层，系统地开展了室内岩石力学特性试验研究，获取了代表性岩石的强度、岩爆倾向性系数等参数、并对高应力条件下岩石卸荷特性、微细观破坏机理等方面开展了系统研究，提出了适宜的岩爆判据与分级标准。主要结论包括如下几个方面。

问卷设计完成后先进行小范围预调查并咨询预防接种人员，验证其合理性和可行性，进一步修正形成正式调查表。由2名流行病学专业的在读研究生负责问卷收集。预调查选择25名基层医务人员，3~7 d内完成重测，计算各条目计分和各维度得分分组的Kappa值在0.576~1.000，重测一致性较好。调查员统一培训，包括调查内容、方法和现场调查技术。调查完成后及时对调查表进行审核，更正空项和逻辑错误。

(1) 锦屏二级引水隧洞典型岩爆岩石试件破坏形式主要呈2种状态：较完整坚硬试件为脆性破坏(压-剪破坏或沿轴向拉伸破坏)；另一种形式为沿裂隙破坏或碎破。试样在较高峰值强度试件破坏时，表现在破坏前位移小，峰值尖挺，多为脆性破坏；而峰值强度较低试件破坏时，位移大且峰值圆滑，多为碎破或沿裂隙破。岩样抗压强度值68.8%集中分布在90～150 MPa间，20.2%分布在10～90 MPa之间，11.2%分布在150～250 MPa间。

(2)Wet试验结果表明，引水隧洞典型地层岩性中，岩爆倾向性指数平均值Wet均>2.0，当地处高应力区时，岩爆特征明显；其中T1绿片岩地层岩石具有低-中烈度的岩爆倾向性；白山组T2b和盐塘组T2y的大理岩具有中-高烈度岩爆倾向性。

(3) 对锦屏典型岩爆岩样开展了三轴卸围压破坏试验，得到岩样卸围压破坏过程中变形特征规律：初始卸载围压越大，岩石的扩容效应越显著；与常规三轴压缩试验相比，卸载试验中，卸荷破坏的峰后应力跌落时的轴向应变变化较小，这种脆性破坏特征随围压增大越明显。

(4) 对典型绿砂岩卸荷条件下的破坏断口进行电镜扫描分析得知，岩石破坏实质是岩石材料内部不同尺度的孔洞、节理、裂隙及位错等微缺陷与杂质体共同的微细观运动以及矿物晶体的解理位移所导致的；岩样卸荷损伤破坏过程中的裂纹扩展及滑移，微观沿长石或石英解理面拉断裂，主要是垂直于裂纹方向的解理面在拉应力作用下产生穿晶断裂并分离。破坏微裂纹呈随机性分布，多沿岩样初始缺陷发育，断口面上的原生或次生裂纹展开明显，没有晶粒覆盖。断裂断口表面微观裂纹具有明显的各向异性，表现出张拉破坏特征。

(5) 采用X射线CT扫描断面与图像重组手段分析了不同状态下岩样裂纹演化特点。研究表明，均质砂岩试样在试验过程中，首先经历压密阶段，然后进入扩容状态直至破坏，破坏后存在“密度回弹”现象。卸围压试验中，试样瞬间发生破坏，多数伴有破裂响声，与试样在恒围压加轴向压力破坏的“单剪”类型不同，多数产生“双剪”(张性)破坏。

(6) 引入《工程岩体分级标准》中的岩体基本质量指标来描述岩石坚硬程度和岩体完整程度，提出了一种新的岩爆判据形式，并基于第一主应力值给出了岩爆分级标准；利用试验成果对提出的岩爆判据与分级进行了验证，结果表明：岩爆判据与分级的结论与锦屏二级水电站辅助洞岩爆实际情况相符。

参考文献：

[1]MENDECKI A J. Seismology for Rockburst Prevention Control and Prediction[C]∥Proceedings of SIMRAC Symposium. Johannesburg:SAIMM,September 1,1995: 1-3.

[3]ORTLEPP W D.Grouted Rock-studs as Rockburst Support[J]. Journal of the South African Institute of Mining and Metallurgy，1994，94(2)：47-63.

[4]谢和平. 岩爆的分形特征及机制[J]. 岩石力学与工程学报，1993，12(1)：28-37.(XIE He-ping. Fractal Characteristics and Mechanism of Rocks[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，1993，12(1)：28-37.(in Chinese))

[5]徐林生，王兰生. 二郎山公路隧道岩爆发生规律与岩爆预测研究[J]. 岩土工程学报，1999，21(5)：569-572.(XU Lin-sheng，WANG Lan-sheng. Study on the Laws of Rockburst and Its Forecasting in the Tunnel of Erlang Mountain Road[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering，1999，21(5)：569-572.(in Chinese))

[6]葛德治，卢基锋. 岩爆行为之不连续数值摸拟[J]. 岩石力学与工程学报，1999，18(增)：936-944.(GE De-zhi，LU Ji-feng. Discontinuous Numerical Simulation of the Rockburst Behavior[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，1999，18(Sup.)：936-944.(in Chinese))

[7]许东俊，章光，李廷芥. 岩爆应力状态研究[J]. 岩石力学与工程学报，2000，19(2)：169-172.(XU Dong-jun，ZHANG Guang，LI Ting-jie. On the Stress State in Rockburst[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2000，19(2)：169-172. (in Chinese))

[8]杨莹春，诸静. 一种新的岩爆分级预报模型及其应用[J]. 煤炭学报，2000，25(2)：169-172.(YANG Ying-chun，ZHU Jing. A New Prediction Model of Rockburst Classification and Its Application[J]. Journal of Coal Science and Engineering，2000，25(2)：169-172.(in Chinese))

[9]谷明成. 秦岭隧道岩爆的研究[J]. 水电工程研究，2001，3 (4)：19-26.(GU Ming-cheng. Research on Rockburst in Qinling Railway Tunnel[J]. Research on Water Resources and Hydropower，2001，3(4)：19-26.(in Chinese))

[10]李连贵，徐文胜，许迎年，等. 岩爆模拟材料研制及模拟试验分析[J]. 华中科技大学学报，2001，29(6)：80-82.(LI Lian-gui，XU Wen-sheng，XU Ying-nian，etal. Experimental Study on Simulation Materials of Rockburst[J]. Journal of Huazhong University of Science and Technology，2001，29(6)：80-82.(in Chinese))

[11]徐林生，王兰生，李永林. 岩爆形成机制与判据研究[J].岩土力学，2002，23(3)：300-303.(XU Lin-sheng，WANG Lan-sheng，LI Yong-lin. Study on Mechanism and Judgment of Rockbursts[J]. Rock and Soil Mechanics，2002，23(3)：300-303.(in Chinese))

[12]许迎年，徐文胜，王元汉，等. 岩爆模拟试验及岩爆机制研究[J]. 岩石力学与工程学报，2002，21(10)：1462-1466.(XU Ying-nian，XU Wen-sheng，WANG Yuan-han，etal. Simulation Testing and Mechanism Studies on Rockburst[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2002，21(10)：1462-1466.(in Chinese))

[13]祝方才，宋锦泉. 岩爆的力学模型及物理数值模拟述评[J]. 中国工程科学，2003，5(3)：83-89.(ZHU Fang-cai, SONG Jin-quan. Mechanical Models of Rockburst and Its Physical and Numerical Modeling Study[J]. Engineering Science，2003，5(3)：83-89. (in Chinese))

[14]吴德兴，杨健. 苍岭特长公路隧道岩爆预测和工程对策[J]. 岩石力学与工程学报，2005，24(21)：3956-3971.(WU De-xing，YANG Jian. Prediction and Countermeasure for Rockburst in Cangling Mountain Highway Tunnel[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2005，24(21)：3956-3971.(in Chinese))

[15]宫凤强，李夕兵. 岩爆发生和烈度分级预测的距离判别方法及应用[J]. 岩石力学与工程学报，2007，26(5)：1013-1018.(GONG Feng-qiang，LI Xi-bing. A Distance Discriminant Analysis Method for Prediction of Possibility and Classification of Rockburst and Its Application[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2007，26(5)：1013-1018.(in Chinese))

[16]张镜剑， 傅冰骏. 岩爆及其判据和防治[J] . 岩石力学与工程学报, 2008, (27): 2034-2042.(ZHANG Jing-jian, FU Bing-jun. Rockburst and Its Criteria and Control[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2008, (27) :2034-2042.(in Chinese))

[17]GB50218—94, 工程岩体分级标准[S]. 北京: 中国计划出版社，1995. (GB50218—94, Engineering Rock Mass Classification Standard[S]. Beijing: China Planning Press, 1995. (in Chinese))

(编辑：姜小兰)

Rockburst Features of the Surrounding Rock inJinping Second-stage Hydropower Station’s Diversion Tunnel

JIANG Yu-zhou1, WANG Rui-hong2, WANG Bin1, ZHU Jie-bing1

(1.Key Laboratory of Geotechnical Mechanics and Engineering of Ministry of Water Resources, Yangtze River

Scientific Research Institute, Wuhan430010, China; 2.Key Laboratory of Geological Hazards on Three

Gorges Reservoir Area under Ministry of Education, China Three Gorges University, Yichang443002, China)

Abstract:Rock mechanics tests were conducted on typical rockburst specimens to investigate the rockburst features in the diversion tunnel of Jinping second-stage hydropower station. Test results show that the rock samples are complete and hard of high compression strength, with brittle failure as the main failure mode. The rockburst proneness indexes (Wet) of typical strata are larger than 2.0, and rockburst feature is obvious in high geostress area. In the unloading process, the dilatancy of rock specimens is more obvious when the initial unloading confining pressure gets higher. The axial strain of rock specimens when stress falls after peak changes less than that by conventional triaxial tests, and the brittle failure is more obvious when confining pressure gets higher. CT scanning and image reformation results suggest that during the unloading, the rock specimens experience the stage of compaction, state of dilatancy until failure, and then stage of density springback after failure. During the unloading test, failure happens instantly mostly with sounds and double shear damage. Hence the new rockburst criterion and classification standard are proposed using the basic quality indicators of rock mass to describe the hardness and integrity degree of rock. The rock mechanics test results verified the criterion and classification which agree well with the rockburst properties in Jinping second-stage hydropower station.

Key words: Jinping Second-stage Hydropower Station;surrounding rock of tunnel; rock burst; high stress; experimental investigation; CT scanning section

2015,32(04):77-80,85