地下工程中的圍巖開挖損傷區(EDZ)是指開挖后巖體力學和水力性質發生可測量和不可逆轉變化的區域。EDZ范圍是優化深部地下洞室開挖支護方案的重要參數。與傳統的工程實踐和經驗方法相比，基于EDZ范圍的支護設計可大幅降低支護成本。因此，準確預測深部地下洞室開挖過程中的全局EDZ范圍對深部地下巖體工程項目具有重要意義。然而，在復雜大型深部地下洞室中，原位測量技術只能測量特定線路或有限洞段巖體中的EDZ范圍；基于強度退化指標的EDZ范圍數值預測指標，又存在對巖體力學參數尤其是初始強度參數異常敏感的問題。

　　為此，在國家自然科學重點基金和面上基金支持下，中國科學院武漢巖土力學研究所智能巖石力學組科研人員基于錦屏地下實驗室II期工程的聲波測試和鉆孔攝像原位測試結果，提出了一種用于估計深部洞室脆性巖體開挖損傷區的綜合預測方法（圖1）。這一方法是根據鉆孔尺度（圖2中的第一階段）上的巖體節理分布和Vp–H曲線來估計洞穴/隧道尺度上的（圖2中的第二階段）圍巖劣化模型（RDM）的主要輸入參數，并利用基于RDM模型和彈模劣化指標（EDI）的彈塑性數值模擬，從實測的二維EDZ范圍外推出完整的三維EDZ空間分布。

　　基于該開挖損傷區綜合預測方法獲取了錦屏II期工程D1地下實驗室的EDZ范圍，預測結果與實際情況吻合良好（圖3）。表明這一開挖損傷區綜合預測方法可為高應力地下洞室的開挖支護設計方案優化提供依據。相關研究成果發表于地球科學top期刊Geoscience frontiers。

圖1 深部洞室脆性巖體開挖損傷區綜合預測方法工作流程　　 

圖2 深部洞室脆性巖體開挖損傷區綜合預測方法的主要三個階段　　 

圖3 基于綜合方法預測的開挖損傷區和實際脆性破壞位置對比