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深埋隧道TBM施工岩爆特征规律与防控技术 被引量:28
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作者 杜立杰 洪开荣 +4 位作者 王佳兴 李青蔚 杨亚磊 李伟伟 黄俊阁 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2021年第1期1-15,共15页
川藏铁路隧道等深埋隧道工程的岩爆给TBM施工安全和掘进速度带来很大影响,这是亟待解决的技术难题。以埋深超过2000 m的引汉济渭工程、新疆ABH工程为案例,与锦屏Ⅱ级水电站工程进行对比。基于现场大量数据分析,给出岩爆对TBM施工安全速... 川藏铁路隧道等深埋隧道工程的岩爆给TBM施工安全和掘进速度带来很大影响,这是亟待解决的技术难题。以埋深超过2000 m的引汉济渭工程、新疆ABH工程为案例,与锦屏Ⅱ级水电站工程进行对比。基于现场大量数据分析,给出岩爆对TBM施工安全速度影响和时空特征规律;并结合TBM结构和工法特点,提出了“轻微、中等、强烈”3个等级岩爆的TBM施工防控目标,以及“掘速控制、风险控制、时空控制、分级控制”4个TBM施工岩爆防控准则;分别给出了轻微、中等和强烈3个等级岩爆的防控技术方案,从而构建了“装备—掘进—支护”三者协同控制的“3-4-3-3”分级岩爆防控理论技术体系,并在实际工程中应用。主要研究结果为:1)TBM施工速度轻微岩爆为无岩爆的70%~90%,中等岩爆为无岩爆的50%~70%,强烈岩爆为无岩爆的25%~50%;2)20%~40%的岩爆发生在开挖后10 h以内,10~24 h岩爆发生频率最高,90%以上的岩爆发生在24 h以内,9%的强烈岩爆发生在24~48 h;3)超过30%中等以上岩爆发生在护盾至掌子面区域,90%以上的中等和强岩爆发生在掌子面后15 m以内,主动控制TBM进尺速度可使80%~90%的强岩爆控制在TBM护盾至掌子面区域。所提的技术方案已成功用于以下工程:1)新疆ABH工程,其中1台TBM已安全高效穿越了全部中等岩爆洞段,完成14 km掘进;2)引汉济渭工程,岭南段TBM穿越了10 km岩爆洞段,在第2掘进段中穿越了2 km连续强岩爆洞段,强岩爆洞段平均月进尺达到110 m。 展开更多
关键词 深埋隧道 川藏铁路隧道 TBM施工 岩爆特征 岩爆防控
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岩爆灾害研究与进展 被引量:20
2
作者 魏新江 陈涛涛 +2 位作者 王霄 虞兴福 周联英 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期1-12,共12页
为阐明岩爆机理,减少岩爆灾害,对岩爆的定义、分类、研究方法、特征、形成条件、预测方法及防治措施进行了系统的阐述。在前人工作的基础上,结合国内外已有的工程实例,对岩爆的时空特征和发生部位的岩性特征进行了剖析,对已有的岩爆研... 为阐明岩爆机理,减少岩爆灾害,对岩爆的定义、分类、研究方法、特征、形成条件、预测方法及防治措施进行了系统的阐述。在前人工作的基础上,结合国内外已有的工程实例,对岩爆的时空特征和发生部位的岩性特征进行了剖析,对已有的岩爆研究方法和预测方法进行了合理分类和简要介绍,指出了部分研究方法的不足之处和预测工作的发展趋势。综合现有研究表明:岩爆分类采用的标准各有不同,其研究方法还具有改进的空间;适用于大部分工程的岩爆预测方法仍在探索和完善中;有效的岩爆防治措施有待进一步研究和优化。 展开更多
关键词 岩爆 分类 研究方法 特征 预测方法
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卸压孔尺寸效应的模型试验研究 被引量:17
3
作者 齐燕军 靖洪文 +2 位作者 孟波 东兆星 刘大江 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期538-544,共7页
为了深入认识钻孔卸压作用机理,开展含预制卸压孔(圆形)的水平约束半有限边界二维尺寸扩展煤柱模型(200 mm×100 mm×200 mm)相似试验,分析和讨论了不同卸压孔直径下煤柱破坏特征、强度特征及声发射特性。结果表明:卸压孔孔径... 为了深入认识钻孔卸压作用机理,开展含预制卸压孔(圆形)的水平约束半有限边界二维尺寸扩展煤柱模型(200 mm×100 mm×200 mm)相似试验,分析和讨论了不同卸压孔直径下煤柱破坏特征、强度特征及声发射特性。结果表明:卸压孔孔径对卸压效果具有显著的尺寸效应;卸压孔直径与煤柱高度之比d/l=0.03~0.05时,卸压孔在煤柱结构中构造出诱使应力集中的能核,具备了诱发更强烈的冲击灾害的条件;d/l=0.05~0.10时,较好地达到卸压目的,且能保障煤柱的支承强度,是卸压孔直径选取的合理范围;d/l=0.10~0.16时,卸压效果明显,卸压孔难以再次形成自稳结构,破坏范围逐渐扩大,煤柱的强度特性劣化,引发新形态的灾害;当d/l=0.16~0.25时,卸压孔成为煤柱的弱结构区域,煤柱承载能力大幅下降,表现为煤柱的整体结构性破坏。 展开更多
关键词 冲击地压 卸压孔 尺寸效应 声发射 破坏特征 强度特征
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花岗岩巷道岩爆声发射信号及破裂特征实验研究 被引量:17
4
作者 张艳博 杨震 +3 位作者 姚旭龙 田宝柱 刘祥鑫 梁鹏 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期95-104,共10页
以声发射能量、振铃计数、上升时间和主频作为特征参数,对巷道岩爆实验声发射信号进行聚类分析,得到3类声发射信号。深入分析3类声发射信号特征参数,挖掘其对应的物理意义,揭示其反映的破裂特征。基于能量释放率,确定驱动岩爆灾害形成... 以声发射能量、振铃计数、上升时间和主频作为特征参数,对巷道岩爆实验声发射信号进行聚类分析,得到3类声发射信号。深入分析3类声发射信号特征参数,挖掘其对应的物理意义,揭示其反映的破裂特征。基于能量释放率,确定驱动岩爆灾害形成的主要岩石破裂类型。利用该类破裂对应的声发射信号,进行巷道岩爆预测研究。研究结果表明:第1类信号具有高能量、高振铃计数、低上升时间和低主频的"两高两低"特征,对应高强度、大尺度裂纹稳定扩展;第2类信号具有高能量、高振铃计数、高上升时间和低主频的"三高一低"特征,对应高强度、大尺度的裂纹非稳定扩展;第3类信号具有低能量、低振铃计数、低上升时间和低主频的"四低"特征,对应低强度、小尺度的裂纹非稳定扩展。其中,高强度、大尺度的裂纹非稳定扩展是岩爆灾害形成的主要驱动力,该种破裂类型对应的"三高一低"特征信号,能够为岩爆提供早期预警信息,是岩爆灾害预警研究的重点关注对象。 展开更多
关键词 巷道岩爆 声发射 破裂特征 聚类分析
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不同高度花岗岩岩爆试验的声发射特征 被引量:16
5
作者 赵菲 王洪建 +2 位作者 何满潮 袁广祥 罗耀武 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期135-146,共12页
岩石尺寸是影响其力学行为的重要因素,而岩爆是岩石处于复杂应力状态下的特殊力学响应,因此研究岩爆过程中的尺寸效应影响问题具有重要意义。利用室内改进的真三轴仪(简称MTTA)岩爆模拟试验系统和美国物理声学公司(简称PAC)声发射(AE)... 岩石尺寸是影响其力学行为的重要因素,而岩爆是岩石处于复杂应力状态下的特殊力学响应,因此研究岩爆过程中的尺寸效应影响问题具有重要意义。利用室内改进的真三轴仪(简称MTTA)岩爆模拟试验系统和美国物理声学公司(简称PAC)声发射(AE)监测系统,对具有不同高度的花岗岩进行室内岩爆模拟试验,观察岩石试件破坏特征,分析花岗岩试件岩爆过程中声发射信号的参数特征、波形频谱特征。研究结果表明,随着岩石试件高度的降低,岩爆临界破坏强度有升高的趋势。岩石岩爆破坏后破裂面特征随着试件高度的降低而发生明显变化,经历了由劈裂张拉破坏为主向剪切破坏为主破坏模式的转变。同时,试验中表征损伤的声发射能率参数随着试件高度的降低有增大的趋势,即释能速度越来越快。对试验各典型阶段产生的AE特征波形进行提取并采用快速傅里叶变换方法处理,对比频谱图发现,花岗岩岩爆试验过程声发射主频值总体呈"从低频向高频再向低频"转变迁移的趋势,不同高度岩石岩爆试验结果有着相似的谱分布,主频主要集中在90~120 kHz低频区间范围,是该花岗岩岩爆中的最重要特征频率,频谱特征中的高频部分受试件高度的影响而有不同。 展开更多
关键词 岩爆试验 花岗岩 不同高度 声发射 频谱特征
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高地应力隧道岩爆破坏特征物理模型试验研究 被引量:14
6
作者 李天斌 钟雨奕 +1 位作者 潘皇宋 陈国庆 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第6期1639-1645,共7页
采用岩爆相似材料制作大尺寸物理模型,自主研制隧道开挖装置,进行二维应力隧道岩爆物理模型试验,研究高地应力条件下(侧压力系数λ=2)隧道围岩岩爆等脆性破坏特征。试验结果表明:隧道开挖后,围岩有较明显的压应变波动和突变现象,拱墙处... 采用岩爆相似材料制作大尺寸物理模型,自主研制隧道开挖装置,进行二维应力隧道岩爆物理模型试验,研究高地应力条件下(侧压力系数λ=2)隧道围岩岩爆等脆性破坏特征。试验结果表明:隧道开挖后,围岩有较明显的压应变波动和突变现象,拱墙处局部出现拉应变;同时,声发射能量表现出剧烈增大现象,在应变、声发射特征这两方面均表现出高应力区隧道岩爆的征兆。高地应力条件下(侧压力系数λ=2),隧道拱顶和拱底压应力集中明显而最早发生破坏,拱墙出现拉应力作用,产生张拉裂缝。围岩脆性破坏从颗粒弹射开始,随后变为碎块剥落和裂缝扩展,其变形破坏特征表现出一定的岩爆特性。 展开更多
关键词 隧道 高地应力 岩爆 物理模型 破坏特征
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不同岩性巷道岩爆灾变特征模型试验研究 被引量:12
7
作者 齐燕军 东兆星 +2 位作者 靖洪文 孟波 龙景奎 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1239-1250,共12页
为了深入认识深部巷道中岩爆的发生机制,研发了配备弹性储能模块的岩爆模拟试验系统对含预制圆形巷道(Φ=50mm)4种岩性模型(175mm×175mm×200mm)进行试验,通过调整初始应力水平和加载速率再现了不同岩性巷道岩爆事件.试验过程... 为了深入认识深部巷道中岩爆的发生机制,研发了配备弹性储能模块的岩爆模拟试验系统对含预制圆形巷道(Φ=50mm)4种岩性模型(175mm×175mm×200mm)进行试验,通过调整初始应力水平和加载速率再现了不同岩性巷道岩爆事件.试验过程中利用高速摄像系统对巷道围岩破坏全过程进行实时监测和记录,结合破坏特征对巷道岩爆的发生过程和机理进行了分析和探讨.研究结果表明:巷道的破坏过程中均包含静力破坏、动静混合破坏、动力破坏3种形态,3种形态在破坏全过程时间轴上的显现阶段和显著度不同.对4种岩体岩爆破坏过程进行了阶段划分,揭示了不同力学性质岩体岩爆孕育发生的机制,分析岩爆发生的时间和空间分布特征,发现岩爆体外来能量的补充是岩爆发生的必要非充分条件.冲击倾向性指标R<1强度低弹塑性力学特征岩体的岩爆灾变过程的重现,为具有高支护强度的低强度松散煤体巷道冲击型岩爆灾变发生过程和机理的研究提供了新的认识,提出软弱(松散)岩体岩爆研究应以"围岩结构体"为研究对象.弹性储能模块的研发及研究成果为深部地下工程岩爆机理的研究提供了新的思路和认知. 展开更多
关键词 岩石力学 地下工程 岩爆 模型试验 储能模块 破坏特征
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不同冲击倾向性煤体声发射能量特征与时空演化规律研究 被引量:11
8
作者 杨磊 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期525-532,共8页
为了弄清声发射与冲击倾向性的关联性,对具有强、弱和无冲击倾向性的煤体开展单轴压缩下的声发射试验,分析了煤体的声发射能量特征与定位事件的时空演化规律。结果表明:强冲击倾向性煤体在受载前期和中期,声发射能率与总能量数均很低,... 为了弄清声发射与冲击倾向性的关联性,对具有强、弱和无冲击倾向性的煤体开展单轴压缩下的声发射试验,分析了煤体的声发射能量特征与定位事件的时空演化规律。结果表明:强冲击倾向性煤体在受载前期和中期,声发射能率与总能量数均很低,临近峰值强度时开始急剧增长;弱、无冲击倾向性煤体声发射能量在整个阶段表现较活跃,尤其在受载的中后期,呈阶梯式逐步增长趋势;不同冲击倾向性煤体均在临近破坏时出现大量高能量声发射信号。声发射能率和总能量数趋于活跃可作为煤体破坏的前兆信息,随着冲击倾向性的增强,声发射能量趋于活跃越滞后。声发射空间定位演化结果直观反映了煤体内部声发射源位置与破裂发展状况,其空间分布与聚集位置可对应于煤体内部应力集中与宏观破坏区域;随着煤体冲击倾向性的增强、受载应力水平的增大,声发射定位事件数量逐步增加,临近峰值强度时,声发射定位事件急剧增长。声发射总能量数、定位事件数与冲击倾向性呈正相关关系,从一定程度上揭示了煤体积聚和释放弹性能的能力。 展开更多
关键词 煤体 冲击倾向性 声发射 能量特征 时空演化
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深埋隧道岩爆特征分析与综合防治技术--以成兰铁路平安隧道为例 被引量:11
9
作者 李建高 唐泽林 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2020年第12期1781-1790,共10页
为有效控制高地应力影响下深埋隧道岩爆段围岩发生动力失稳及持续性岩爆,保证围岩稳定、支护结构有效、施工人员安全,顺利、快速地通过高地应力岩爆段,依托成兰铁路平安隧道岩爆现场施工,对隧道现场发生的岩爆特征进行总结,分析不同时... 为有效控制高地应力影响下深埋隧道岩爆段围岩发生动力失稳及持续性岩爆,保证围岩稳定、支护结构有效、施工人员安全,顺利、快速地通过高地应力岩爆段,依托成兰铁路平安隧道岩爆现场施工,对隧道现场发生的岩爆特征进行总结,分析不同时段、不同隧道部位、不同等级、不同洞段的岩爆发生特征;同时,从工艺工法、爆破参数、支护结构、变形监测等方面,提出"防、治、监"相结合的岩爆综合防治处理技术,有效控制高地应力深埋隧道岩爆段施工风险,实现岩爆段的安全快速施工。 展开更多
关键词 深埋隧道 高地应力 岩爆特征 防治措施 优化施工
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基于煤岩动力系统能量的冲击地压矿井临界深度判别 被引量:9
10
作者 荣海 于世棋 +4 位作者 张宏伟 梁冰 韩军 兰天伟 杨振华 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1263-1270,共8页
为了定量计算典型冲击地压矿井的临界深度,实现煤矿冲击地压的有效防控。应用地质动力环境评价方法,将冲击地压矿井划分为“典型冲击地压矿井”和“非典型冲击地压矿井”2种类型。通过构建的煤岩动力系统模型,研究了煤岩动力系统的能量... 为了定量计算典型冲击地压矿井的临界深度,实现煤矿冲击地压的有效防控。应用地质动力环境评价方法,将冲击地压矿井划分为“典型冲击地压矿井”和“非典型冲击地压矿井”2种类型。通过构建的煤岩动力系统模型,研究了煤岩动力系统的能量特征及其与冲击地压显现的关系。分析了自重应力场和构造应力场下煤岩动力系统的能量特征,并分别确定了不同应力场条件下的煤岩动力系统能量计算方法,在此基础上提出了典型冲击地压矿井的临界深度计算方法,并在3个典型冲击地压矿井进行了准确性验证。研究结果表明:在自然地质条件下,煤岩动力系统的总能量与构造应力场下煤岩动力系统的能量相等,自重应力场下煤岩动力系统的能量为基础能量,煤岩动力系统释放的能量为构造应力场下能量与基础能量的差值。对于典型冲击地压矿井,煤岩动力系统的总能量主要源于构造应力场,在构造应力场条件下煤岩动力系统积聚的能量已经能够支撑冲击地压发生,在开采活动诱发下就会发生冲击地压;对于非典型冲击地压矿井,在构造应力场条件下煤岩动力系统积聚的能量不足以支撑冲击地压发生,需要其他工程条件补充能量,在开采活动诱发下才有可能发生冲击地压。根据验证结果,典型冲击地压矿井的临界深度计算方法,以及煤岩动力系统能量计算方法准确性较高,可达93%以上,可以广泛应用于矿井冲击地压的预测与危险性评价工作中。非典型冲击地压矿井的煤岩动力系统能量补充因素较多,如采掘活动、煤柱应力、顶板活动等,将在后续研究工作中深入研究。 展开更多
关键词 冲击地压 煤岩动力系统 能量特征 典型冲击地压矿井 临界深度 准确性验证
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梯度应力作用下模型试件的岩爆破坏细观分析 被引量:10
11
作者 吝曼卿 张兰 +3 位作者 刘夕奇 夏元友 张电吉 彭亚利 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期2984-2992,共9页
岩爆是深部矿山开采亟待解决的安全问题,而应力梯度是影响岩爆的重要因素。为探究不同应力梯度的岩爆对围岩内部细观结构的影响,利用可实现三向六面加载及顶部梯度加载的气液复合型岩爆试验装置,对类岩体进行不同应力梯度条件下的岩爆... 岩爆是深部矿山开采亟待解决的安全问题,而应力梯度是影响岩爆的重要因素。为探究不同应力梯度的岩爆对围岩内部细观结构的影响,利用可实现三向六面加载及顶部梯度加载的气液复合型岩爆试验装置,对类岩体进行不同应力梯度条件下的岩爆物理模型加卸载试验,并借助扫描电镜对试件破坏面进行细观形貌特征分析。研究结果表明:不同应力梯度环境下试件岩爆的破坏现象与特征存在明显差异;试件所受的应力梯度越大,岩爆后的细观图像显示的晶体间孔隙越小,晶体的密实程度越高;不同应力梯度下试件产生剪切和劈裂破坏比例不同,应力梯度越大,剪切破坏比例越大;岩爆碎屑晶体轮廓具有分形特征,且随着试件所受的应力梯度的增加,其分形维数相对越大。 展开更多
关键词 应力梯度 岩爆 破坏特征 细观分析 分形维数
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爆破扰动下TBM隧洞时滞型岩爆特征及影响机制研究 被引量:4
12
作者 全永威 王军 +3 位作者 熊永润 姚志宾 张宇 胡磊 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期94-103,共10页
时滞型岩爆的发生通常具有很强的随机性,会对施工安全造成巨大的威胁,而开挖扰动、爆破扰动等均会对潜在时滞型岩爆区产生不同程度的影响。依托某隧道掘进机(TBM)引水隧洞,采用理论分析和对比分析法研究了拆机洞爆破开挖期间K54+000—K5... 时滞型岩爆的发生通常具有很强的随机性,会对施工安全造成巨大的威胁,而开挖扰动、爆破扰动等均会对潜在时滞型岩爆区产生不同程度的影响。依托某隧道掘进机(TBM)引水隧洞,采用理论分析和对比分析法研究了拆机洞爆破开挖期间K54+000—K54+700段发生的5次时滞型岩爆,发现:(1)强烈岩爆和中等岩爆区位于缓倾断层附近,围岩发育短小隐节理和含充填的细密节理,轻微岩爆距断层远或位于正断层附近,除含充填的细密节理外,均至少发育1条含充填物的倾向SW的陡倾结构面;(2)TBM法开挖隧洞时滞型岩爆滞后爆破时间更长,滞后工作面距离更远,且爆破对TBM隧洞的扰动作用相对较小;(3)爆破扰动使得潜在时滞型岩爆区围岩失稳变得容易,从而加速了时滞型岩爆的进程。研究成果可为TBM隧洞时滞型岩爆的预警与防控提供参考。 展开更多
关键词 爆破扰动 时滞型岩爆 岩爆特征 影响机制 TBM
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An experimental investigation on acoustic emission characteristics of sandstone rockburst with different moisture contents 被引量:9
13
作者 SUN XiaoMing XU HuiChen +2 位作者 ZHENG LianGe HE ManChao GONG WeiLi 《Science China(Technological Sciences)》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第10期1549-1558,共10页
Rockburst occurred frequently during deep mining in China. The mechanism of rockburst is very complicated and related to many factors. In order to investigate the influence of moisture contents of rockmass on rockburs... Rockburst occurred frequently during deep mining in China. The mechanism of rockburst is very complicated and related to many factors. In order to investigate the influence of moisture contents of rockmass on rockburst, we conducted a series of laboratory rockburst experiments of sandstone under three different moisture contents by the Modified True-Triaxial Apparatus (MTTA),in which the acoustic emission (AE) system was employed to monitor the internal damage of rock mass. A high-speed video camera was utilized to record the detail of rockburst. Based on the experimental results, the AE characteristics, such as AE count,AE energy, and AE frequency, were analyzed. The rockburst process, type, and indensity under different moisture contents were discussed. The research results show that with the increase of moisture contents, rock strength was soften, the elastic and the cumulative damage of the rock were reduced, resulting in a gradual decrease in AE cumulative counts and cumulative energy over the course of rockburst. This study provides an experimental basis and reference for better understanding to the rockburst mechanism and control. 展开更多
关键词 SANDSTONE rockburst moisture contents acoustic emission mechanical characteristics
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深埋长大隧道层状围岩岩爆特征研究 被引量:9
14
作者 时亚昕 刘大刚 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期26-31,共6页
文章以二郎山深埋长大隧道为工程依托,利用3DEC软件建立层状围岩不同倾角、倾向与层厚的数值模型,计算隧道洞壁各位置的主应力,以此判断隧道施工过程中岩爆发生的位置。结果表明:围岩倾角为0°或层状岩倾向与隧道掘进方向相同时,拱... 文章以二郎山深埋长大隧道为工程依托,利用3DEC软件建立层状围岩不同倾角、倾向与层厚的数值模型,计算隧道洞壁各位置的主应力,以此判断隧道施工过程中岩爆发生的位置。结果表明:围岩倾角为0°或层状岩倾向与隧道掘进方向相同时,拱顶位置主应力最大;围岩倾角90°时,两侧边墙易发生岩爆;层状岩倾向与隧道掘进方向相反时,掌子面上半部分主应力最大,为岩爆易发位置;层厚不影响隧道洞周主应力最大值的位置。 展开更多
关键词 深埋长大隧道 岩爆特征 层状岩倾角 层状岩倾向 层状岩层厚
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岩煤结构静动组合加载试验系统研制及应用 被引量:5
15
作者 樊玉峰 肖晓春 +4 位作者 丁鑫 徐军 吴迪 王爱文 雷云 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期502-512,共11页
为明确煤层应力集中、顶板断裂和断层滑移等诱冲条件下岩煤组合结构体破坏失稳机制,自主研制了岩煤结构静动组合加载多参量试验系统,实现了多尺度岩煤组合结构两向静-动组合荷载的独立施加,动载施加间隔可达0~2000 ms,实现了深部矿山多... 为明确煤层应力集中、顶板断裂和断层滑移等诱冲条件下岩煤组合结构体破坏失稳机制,自主研制了岩煤结构静动组合加载多参量试验系统,实现了多尺度岩煤组合结构两向静-动组合荷载的独立施加,动载施加间隔可达0~2000 ms,实现了深部矿山多种动力扰动条件的模拟.同时该系统可搭载数字散斑监测系统、声发射-电荷信号监测系统,实现了岩煤结构失稳过程表面应变场、位移场和破坏失稳前兆信息监测,最后应用该系统开展了静载、侧向动载和两向动载条件下含弱面岩煤结构体滑移失稳试验.试验结果表明:静载条件下岩煤组合结构破坏表现出明显的分区破坏形式,破坏失稳时间为0.28 s,侧向动载条件下岩煤组合结构表现为整体倾出的失稳模式,破坏失稳时间缩短至0.001 s,两向动载冲击后岩煤组合结构先保持了5 s的稳定阶段,随后煤层整体倾出.荷载条件是影响岩煤结构体力学行为的重要力源因素,试验结果验证了系统的可靠性. 展开更多
关键词 岩煤组合结构体 静动组合加载试验系统 滑移型冲击地压 滑移失稳 破坏特征
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组合煤岩体冲击倾向性及破坏特征的电荷规律试验研究 被引量:8
16
作者 王岗 潘一山 +3 位作者 肖晓春 吴迪 丁鑫 赵鑫 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期135-140,共6页
为完善冲击地压灾害的预测判据,采用试验方法研究不同岩煤高度比条件下组合煤岩体冲击倾向性、破坏特征以及破坏过程中电荷感应规律。结果表明,随岩煤高度比的增大,组合煤岩试样的冲击倾向性由弱变强;破坏特征由煤体部分破坏型向煤岩整... 为完善冲击地压灾害的预测判据,采用试验方法研究不同岩煤高度比条件下组合煤岩体冲击倾向性、破坏特征以及破坏过程中电荷感应规律。结果表明,随岩煤高度比的增大,组合煤岩试样的冲击倾向性由弱变强;破坏特征由煤体部分破坏型向煤岩整体破坏型和煤体-底板破坏型过渡;试样冲击倾向性越强,其峰后电荷脉冲数和电荷积累总量越小。可将应力峰后电荷脉冲数和电荷积累总量作为组合煤岩体冲击倾向性及破坏特征的初步判定依据。 展开更多
关键词 冲击地压 组合煤岩体 电荷信号 破坏特征 冲击倾向性
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会泽铅锌矿深部开采岩爆影响因素分析 被引量:6
17
作者 何世林 王春来 《矿业工程研究》 2010年第1期21-23,共3页
云南驰宏锌锗股份有限公司会泽铅锌矿是我国一个1000m深井矿山,该深井硬岩矿山开采的基本问题要素就是高地应力、构造发育.阐述了矿山的基本地质条件.通过现场调查,发现深部开采岩爆影响的主要因素是由于工程岩体性质和人工开挖引起应... 云南驰宏锌锗股份有限公司会泽铅锌矿是我国一个1000m深井矿山,该深井硬岩矿山开采的基本问题要素就是高地应力、构造发育.阐述了矿山的基本地质条件.通过现场调查,发现深部开采岩爆影响的主要因素是由于工程岩体性质和人工开挖引起应力重分布所致,描述了岩爆特征,总结了发生岩爆的基本规律,为建立微震监测系统提供了基本资料,同时为选择合理的采矿方法和岩爆控制技术措施提供了重要依据. 展开更多
关键词 深部开采 岩爆 高应力 岩爆特征 开采深度
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深埋硬岩隧道结构面对岩爆破坏特征的影响研究
18
作者 陈毅 《水电能源科学》 北大核心 2024年第7期105-108,72,共5页
深埋硬岩隧道开挖过程岩爆灾害频繁,严重威胁施工安全及工程进度,而岩爆孕育破坏过程主要受结构面影响。为此,通过对岩爆区域岩样开展单轴压缩试验,对比分析了不同岩样破坏过程力学特性,并结合隧道开挖过程典型岩爆案例,揭示了结构面对... 深埋硬岩隧道开挖过程岩爆灾害频繁,严重威胁施工安全及工程进度,而岩爆孕育破坏过程主要受结构面影响。为此,通过对岩爆区域岩样开展单轴压缩试验,对比分析了不同岩样破坏过程力学特性,并结合隧道开挖过程典型岩爆案例,揭示了结构面对岩爆破坏特征的影响。结果表明,深埋硬岩隧道岩爆区含结构面岩样比完整岩样宏观破坏较早,主要以往复破坏或二次破坏为主,完整岩样以阶梯状逐级破坏为主;结构面对岩爆破坏过程具有很强的控制作用,结构面存在区域发生岩爆的概率更高,破坏方向主要沿结构面发育方向扩展,破坏影响范围和深度主要受结构面控制;结构面存在区域岩爆多发生于结构面端部附近或结构面交汇处。研究结果可为类似深埋硬岩隧道开挖过程岩爆灾害预防与控制提供参考价值。 展开更多
关键词 深埋隧道 硬岩 岩爆灾害 结构面 破坏特征
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深埋隧洞强岩爆微震活动特征分析及多元信息预警
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作者 黄志平 黄紫怡 +2 位作者 于群 朱志威 陈俊羽 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期534-541,共8页
岩爆的监测和预警一直是岩石工程领域的挑战,如何有效预测和动态防治岩爆灾害已成为深部地下工程亟待解决的问题.以雅砻江锦屏二级水电站隧洞岩爆高风险区为研究对象,采用地震学原理将定性分析与定量计算相结合,基于微震时、空、强分布... 岩爆的监测和预警一直是岩石工程领域的挑战,如何有效预测和动态防治岩爆灾害已成为深部地下工程亟待解决的问题.以雅砻江锦屏二级水电站隧洞岩爆高风险区为研究对象,采用地震学原理将定性分析与定量计算相结合,基于微震时、空、强分布特征及演化规律,揭示岩爆孕育发展过程中各震源参数的演化特征及规律.微震监测和研究结果表明,开挖卸荷下的微震时空活动是由空间分散无序向集中有序的自组织演化过程,震源参数如微震事件密度、能量密度、视体积、能量指数及b值随时间突增或骤降等异常变化可视为岩爆征兆响应的预警指标.基于震源参数的时空演化特征,提出深埋隧洞岩爆多元信息预警方法和预警流程,该方法可为深部隧道工程的岩爆监测预警和顺利施工提供借鉴. 展开更多
关键词 岩爆 微震活动 震源参数 前兆特征 多元信息预警
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加卸载花岗岩强度与岩爆倾向性试验研究
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作者 王云飞 宋梦怡 +3 位作者 焦华喆 王立平 郑晓娟 李志超 《采矿与岩层控制工程学报》 EI 北大核心 2024年第3期43-52,共10页
为了进一步提高硬性花岗岩岩爆倾向性预测水平,系统开展了花岗岩巴西劈裂、单/三轴和不同卸围压速率应力路径下的岩石力学试验,详细分析了花岗岩强度和岩爆倾向性特征。研究结果表明:花岗岩在主应力σ_(3)–σ_(1)平面内,不同应力路径... 为了进一步提高硬性花岗岩岩爆倾向性预测水平,系统开展了花岗岩巴西劈裂、单/三轴和不同卸围压速率应力路径下的岩石力学试验,详细分析了花岗岩强度和岩爆倾向性特征。研究结果表明:花岗岩在主应力σ_(3)–σ_(1)平面内,不同应力路径下的强度受围压和卸围压速率影响显著,呈带状分布;在τ_(oct)–(σ_(1)+σ_(3))/2平面内,不同加卸载应力路径下的强度都呈良好的线性特征。据此建立了花岗岩八面体强度计算通式,可统一表达不同加卸载应力路径;针对花岗岩硬岩的压密和屈服特性不明显,弹性特性显著的特征,提出了简化剩余弹性能指数岩爆分级法;并依据花岗岩试验岩样破坏形态和破坏声学特征,对已有花岗岩岩爆等级进行了细分。揭示了在相同初始围压下,卸围压速率越大,简化剩余弹性能指数越大,岩爆倾向性越强;相同卸围压速率下,初始围压越大,简化剩余弹性能指数也越大,岩爆倾向性也越强。研究成果可为更科学合理的评估花岗岩岩爆倾向性提供理论参考。 展开更多
关键词 花岗岩 应力路径 岩爆 破坏特征 卸围压强度
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