评估断层滑移型岩爆静态与动态触发机制的分析框架

断层滑移型岩爆由附近或远处断层的地震破裂触发，是深部地下开挖过程中面临的重要地质灾害。尽管这些事件在地下工程中频繁发生，但其潜在机制尚未被完全理解。大多数研究默认将动态应力波作为主要触发因素，往往忽视了与断层滑移相关的同震静态应力变化的作用。本文引入了一个新颖的分析框架，用于诊断静态和动态同震应力扰动，并量化它们对圆形隧道周围断层滑移型岩爆的贡献。基于线弹性断裂力学、震源理论和 Kirsch 解，该模型评估了在静态和动态触发效应下，隧道边界上同震升高的最大切向应力是否足以诱发隧道周围的破坏。我们使用代表典型断层滑移型岩爆场景的合成案例研究广泛测试了该框架。我们的结果生成了一个岩爆危险图，描绘了发震断层近场和远场中触发潜力升高的区域，并将触发类型分类为静态、动态或双重触发。我们进行了全面的参数敏感性分析，以研究震源特征、岩体性质和原位应力条件等关键因素如何影响岩爆易发性的空间分布。该模型进一步应用于 Gotthard Base Tunnel 的一起历史断层滑移型岩爆事件，有效捕捉了所观测到的破坏的触发机制。我们的研究提供了一个基于物理且计算高效的分析框架，其结果对深部地下开挖过程中的岩爆危险性评估具有重要意义。