岩爆的损伤断裂模型

在分析岩爆形成的物理力学特征的基础上，建立了岩爆的损伤断裂模型。该模型能够合理地分析围岩应力调整过程中的裂纹的扩展，连接和裂纹与洞室表面的相互作用问题，以及由裂纹扩展和连接而分离出来的薄片岩层的屈英断裂问题。     

基于断裂力学的岩爆破坏形迹两级预测方法研究

根据常规的岩爆判据,可以确定岩爆的大致分布区域,但难以得到岩爆的破坏形迹（Damaged Shape of Rockburst,DSR）,为此根据岩爆的特点,推导了裂纹失稳扩展的临界长度和临界应力条件,提出了计算DSR的两级预测方法：通过裂纹失稳扩展时的临界应力,对DSR进行一级预测;在一级预测的DSR范围内加入预设裂纹,进行DSR的二级预测。针对断裂数值模拟方法的缺点,建立了基于扩展有限元（XFEM）模拟裂纹动态扩展的思路,依托ABAQUS平台,建立了XFEM二次开发的分析框架,编制了扩展有限元分析程序,进行了相关的实例验证;结合依托工程嘎隆拉隧道,从岩爆的机制、裂纹的数值仿真等方面开展研究,研究成果对高地应力地下工程的岩爆预测具有一定的参考意义。     

双江口水电站地应力特征及岩爆成因分析与防治建议

在西南山区,受新构造运动影响,部分岩体中地应力较高,因此在地下洞室开挖过程中经常遇到岩爆现象。本文在双江口水电站前期勘测资料的基础上,结合筹建期开挖1#导流洞岩爆发生的规律,经过统计分析,总结了双江口水电站地应力分布特征及岩爆成因,提出了防治建议。     

齐热哈塔尔水电站引水隧洞岩爆破坏及机理研究

岩体内部结构对岩体特性产生影响,进而决定岩体的破坏形式。通过对齐热哈塔尔水电站引水隧洞的岩爆现象的研究,提出了岩爆爆裂体的概念,该岩爆爆裂体是指岩爆发生前处于临界破坏状态的碎裂结构岩体,其形成和破坏与岩体的微观结构、地应力场特征和工程布置有关。根据齐热哈塔尔水电站引水隧洞中不同工程部位的岩爆破坏特征,进一步分析了岩爆爆裂体的形成过程、破坏模式和破坏机理,为岩爆问题的研究提供了一个良好的理论基础。     

西部地应力测量与岩爆分析

通过对我国西部一些重点工程的地应力测量,大致得出西部工程的应力状态,并从实测地应力资料出发,采用现有的、普遍应用的岩爆判别准则,对这些工程在施工开挖期间的地下工程进行岩爆预测分析。     

时滞型岩爆的切缝法防治机制研究

针对西南地区水电工程中岩爆频发的问题,提出在洞周向围岩内部切缝的方法防治时滞型岩爆。从理论分析、数值模拟和施工工艺3方面探讨了切缝法防治时滞型岩爆机制与方法。切缝为环向应变提供变形空间,降低了围岩表面的环向应力大小。切缝底部及切缝间形成的塑性区,消耗了围岩中的部分弹性应变能。理论分析和数值模拟的结果表明,合理布局切缝的部位、间距及数量可以提高防治的效果,在实际操作中还应根据围岩的特性合理选择和设计切缝的成型方案,如采用破碎孔和聚能预裂爆破等方法,以准确控制切缝尺寸     

某水电站长探洞的岩爆特征

从岩爆发生的形式、特征等方面,闸述处于高地应力地区的某水电站长探洞在掘进过程中所发生岩爆问题,并提出对于埋深大、洞径大引水隧洞,由于存在尺寸效应问题,在今后的施工过程中将不可避免地遇到岩爆问题,且发生岩爆的量级将比长探洞要严重,局部洞段可能性发生强烈—极强岩爆,将严重威胁施工设备和作业人员的安全,并制约工程的进展。     

基于地应力现场实测与开采扰动能量积聚理论的岩爆预测研究

构造活跃区大量工程实例表明,地应力是影响深埋隧道稳定性的重要因素之一。应用三维应力场有限元数值模拟探讨了青藏高原及邻区最大水平主应力方向和隧道轴向夹角φ与侧压力系数K_H耦合变化对深埋隧道应变能分布及岩爆倾向的影响。对不同地应力条件下深埋隧道围岩应变能密度分布特征进行了分析,并通过数值分析初步厘定最大水平主应力方向和隧道轴向夹角、侧压力系数与隧道不同关键位置应变能密度的多元回归方程。研究结果表明：最大水平主应力方向和隧道轴向夹角φ=45°左右时,隧道夹角变化对岩爆倾向性影响最大;最大水平主水平应力方向和隧道轴向垂直时,K_H变化对围岩应变能密度影响最显著;当最大水平主应力方向和隧道轴向平行时,K_H变化对围岩应变能密度影响最小。所厘定的多元回归方程已通过多条青藏高原及邻区典型深埋隧道验证,可用于快速评估夹角和侧压力系数对隧道稳定性的影响,高效服务隧道规划设计。     

岩爆类型划分研究

根据岩爆岩体高地应力的成因 ,首先将岩爆类型划分为自重应力型、构造应力型、变异应力型和综合应力型四大类 ;然后依据具体应力条件 ,并结合岩爆特征等内容 ,再将岩爆划分成 8个亚类     

岩爆烈度分级问题

在指出前人岩爆烈度划分所存在主要问题的基础上,本文提出了岩爆烈度新的分级原则、依据,以及新的烈度分级;同时总结了岩爆防治的有关措施。     

冲击地压预测和防治

冲击地压严重威胁煤矿生产安全,发生时生产设施遭到破坏,甚至造成人员伤亡。我国是冲击地压最严重的国家之一。针对国内外冲击地压的现状,阐述了国内外冲击地压及其预测、防治的情况,对现有主要的预测技术进行了分析,指出使用电磁脉冲进行预测和水力钻孔割缝进行防治具有的特点。钻屑法是一种简便易行的预测方法,电磁辐射、电脉冲、声发射等也可用于冲击地压的预测。冲击地压防治技术主要有开采解放层、煤层注水、爆破卸压、钻孔卸压等,水力钻孔割缝是一种有待研究的新方法。     

煤柱冲击地压的解析分析

提出应用煤层塑性软化理论和材料失稳的动力判别准则，对煤柱冲击地压进行的解析分析方法。计算顶板变形和煤柱应力分布规律，探讨有关参数对煤柱产生冲击地压的影响、临界载荷随煤的强度σe、E/λ的变化规律，得到煤柱发生冲击地压现象的临界点。     

岩爆机理的统计损伤解释

基于岩石力学试验成果的基础上,论证了统计损伤力学对脆性岩石单轴压缩变形破坏的解释的合理性。进而提出采用平行杆模型模拟洞室围岩,以西南某深埋隧洞为例,推出了岩爆应力强度比判据分界点的统计损伤意义。并通过对比理论曲线与实际岩爆的声发射特征及整体围岩变形破坏表现,从统计损伤理论上解释了岩爆的发生机理。     

地下洞室岩爆预测计算方法综述

地下洞室岩爆的发生直接影响地下工程的施工和威胁施工人员的安全，因此，进行合理的岩爆预测就显得尤为重要。本文概括介绍了当前地下洞室岩爆预测的计算方法，并详细分析了计算方法的适用性和发展性，简要提出了在岩爆预测中要注意的几点建议。     

引汉济渭工程超长深埋隧洞岩爆特征及防治技术研究

引汉济渭工程是陕西省重点引水工程,中间穿越秦岭山脉,隧洞具有复杂的地质构造、超长深埋的工程地质条件。本文以引汉济渭工程秦岭隧洞为依托,收集隧洞现场地质资料、工程资料、试验数据并调研相关文献的基础上,对秦岭隧洞岩爆的发生规律做了系统的统计,对区域内岩爆的特征进行了细致的分析,采用工程类比法、理论分析以及FLAC3D数值模拟的方法对K20+500与K27+740两处,分别对应石英片岩和花岗岩岩性,钻爆法和TBM法两种施工方法,1170m和750m埋深条件,马蹄形断面与圆形断面两种开挖断面条件,进行了分析,得出了在相同岩性条件下：随着埋深增加,岩爆发生的概率和范围将增加;两种工法的应力集中区主要集中在隧洞拱顶和拱底,岩体中的次生微裂隙大致沿隧洞切线方向产生,在切向应力超过微裂隙扩容的应力阀值处。论文提出了针对性的岩爆防治措施和钻爆法施工和TBM法施工参数选取的原则。     

岩爆及采矿诱发岩体失稳破坏过程数值模拟新方法

岩石介质的宏观非线性主要是由非均质性和各向异性造成的,应用新的数值计算软件RFPA(2D)——基于岩石宏观非线性行为可能是由具弹脆性特征的细观微元体不断破裂造成的,造成微元体不断破裂(并非某一时刻同时破裂)的原因是微元体材料性质(微元体强度、弹性模量和泊松比等参数)的非均匀性,是一个数学上相对简单但能充分考虑岩石介质复杂性的方法,对采动引起岩体失稳破坏的全过程进行了数值模拟研究,表明应用RFPA(2D)是切实可行的。      

西南地区某隧道围岩岩爆预测研究

岩爆预测一直是地下工程领域中的世界性难题。本文以西南某隧道工程为例,从岩爆形成的3个条件：岩石岩爆倾向性、岩体完整性和高地应力环境3个方面着手,应用最大储存弹性应变能指标Es和岩石脆性系数B,对深埋隧道区段内可能发生岩爆的石英砂岩、灰岩岩体进行岩爆倾向性分析预测; 基于地应力测量数据资料,采用地质过程动态模拟的有限元分析方法,反演分析隧道工程区岩体地应力场,对隧道高应力区段作出判断; 根据现场所取样品试验结果综合分析隧道围岩的物理力学性质、岩石单轴抗压强度等。在分析和总结前人岩爆预测预报方法的基础上,以工程地质分析为基础,详细阐明隧道岩爆发生的条件,并以岩体力学和非线性科学理论为指导,采用地质综合分析、应力强度比法对隧道可能发生岩爆的部位及其强度进行综合预测。     

一种黄土滑坡渐进破坏过程分析

在中国西北,建设了许多灌溉水渠,由于水渠的灌溉引起了许多滑坡破坏,并带来了人员伤亡和财产损失。以高楼村水渠灌溉引起的黄土滑坡破坏为例,提出了滑坡破环渐进过程为：水的入渗在滑体中产生一定深度的水压力,引起黄土黏聚力和摩擦角下降,使滑坡体在一定深度产生剪破坏,紧接着滑体后缘产生拉剪破坏,致使后缘黄土处于破坏后区状态,并产生不平衡剪应力。该不平衡剪应力驱动滑体向前移动,直至滑面只有一点处于临界状态,随即整个滑坡发生破坏,并伴随着滑体解体,产生泥流。这种破坏过程可以概括为：滑坡先产生剪破坏,紧接着后缘产生拉剪破坏,当破坏后区产生的驱动剪应力大于滑体的摩阻力,会推动滑坡向前移动,直至滑坡发生完全破坏。以理论和试验论证了这种破坏机制的正确性,并验证了一种新剪应力本构模型的合理性。     

西周岭隧道地应力测量及岩爆预测分析

为指导施工,提高施工的安全性和经济性,对西周岭隧道进行了钻孔水压致裂法地应力测量.测试结果表明:西周岭隧道深埋段地应力场以水平应力为主,在测试深度内最大水平主应力值为10.57～19.39MPa,具中等偏高应力水平;最大水平主应力方向为近N33°W,与隧道走向的夹角较小,即地应力对隧道围岩稳定性较为有利.基于地应力实测...