我们的岩石力学课题——岩爆学习教案.pptx

《我们的岩石力学课题——岩爆学习教案.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《我们的岩石力学课题——岩爆学习教案.pptx（16页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、会计学1我们我们(w men)的岩石力学课题的岩石力学课题岩爆岩爆第一页，共16页。岩爆的发生原理、机制岩爆的发生原理、机制(jzh)及烈度及烈度分级分级 岩爆机制:岩爆机制十分复杂，都很一个正在深入研究的课题。但是(dnsh)对脆性岩石破坏机制的研究，围岩岩爆现象实例的积累，以及孔口的弹塑性极限状态理论分析，可以为岩爆机制分析提供一定的依据。根据岩爆实例，岩爆多呈两种破坏，一是劈裂破坏，一是剪切破坏。（加图）第2页/共16页第二页，共16页。岩爆的发生原理岩爆的发生原理(yunl)、机制及烈、机制及烈度分级度分级 一般来说结构变形系统(xtng)稳定性的判据按Dirichelet准则，即稳定

2、性取决于变形系统(xtng)势能即自由能驻值的性质。当系统(xtng)的势能F的一次变分为零 F=0时，势能有驻值。如果系统(xtng)二次变分大于零，即 F0 F=0 F0 dda(WU)duda=G dda=R RG=0 GGc=0 dda(RG)0 RG0 是断裂失稳的条件，此时，F0。第3页/共16页第三页，共16页。岩爆的发生岩爆的发生(fshng)原理、机制及烈度分原理、机制及烈度分级级 释放能的剩余量可以转化为动能，成为裂缝高速扩展(kuzhn)的能源，使裂缝高速度扩展(kuzhn)。剩余能量转变的动能还可能在岩石中产生应力波扩展(kuzhn)的能源，使裂缝高速扩展(kuzhn)

3、。剩余能量转变的动能还可能在岩石中产生应力波扩散或供破裂后的岩片弹射出岩体，后者只能在围岩近表面处发生。第4页/共16页第四页，共16页。岩爆的发生原理岩爆的发生原理(yunl)、机制及烈度、机制及烈度分级分级 岩爆等级岩爆等级描描 述述应力状态应力状态0 0无岩爆，无岩石应力引起的不稳定问题，无岩爆，无岩石应力引起的不稳定问题，岩石中无声音岩石中无声音1 1低的岩爆活动性。有使岩石松弛与开裂低的岩爆活动性。有使岩石松弛与开裂的趋势。岩石中略有声音的趋势。岩石中略有声音达到达到Griffith准则强度值准则强度值2 2中等的岩爆活动性。岩石大量成片状或中等的岩爆活动性。岩石大量成片状或松弛，有

4、随时间发生形变的趋势松弛，有随时间发生形变的趋势3 3高度的岩爆活动。放炮后，边顶拱上即高度的岩爆活动。放炮后，边顶拱上即有严重掉块，底拱上或片状破裂或拱起，有严重掉块，底拱上或片状破裂或拱起，洞壁有严重的破碎和变形。可听到象开洞壁有严重的破碎和变形。可听到象开枪一样的声音枪一样的声音达到达到Conlomb-NaVier或修正或修正Griffith准则强度值准则强度值岩爆烈度岩爆烈度 根据岩爆现象进行岩爆烈度分级即根据岩爆现象进行岩爆烈度分级即Russense 将岩爆分级与岩石应力状态联系将岩爆分级与岩石应力状态联系(linx)在一起，见下表：在一起，见下表：第5页/共16页第五页，共16页。

5、岩爆的发生原理岩爆的发生原理(yunl)、机制及烈度分、机制及烈度分级级 第三级为较强烈的岩爆，围岩有严重破碎和变形，可听到象枪击一样(yyng)的声音。当围岩应力达到Conlomb-NaVier准则时为第三级岩爆。介于上面这两级之间的第二级岩爆属于中等强度岩爆。上表中的第三级岩爆，在强烈岩爆中是一个下限的状态。在工程实践中有的岩爆比第三级岩爆描述的情况还要强烈。一般，地应力愈高，洞室围岩应力也愈高，达到极限状态的破坏范围也愈大（深）。岩石破坏后有较大的能量释放，以致将巨石抛射至远处，或者有足够多的岩石破坏并冲击出来堵塞坑道。Russense的岩爆烈度分级，是根据洞室围岩的破坏现象进行的。因此

6、，岩爆的烈度只能在洞室开挖之后才能确定。目前，估算的结果不会很精确，但用来知道洞室的设计与施工，仍有一定实用价值。第6页/共16页第六页，共16页。岩爆的预测岩爆的预测(yc)岩爆的预测预报可分为(fn wi)长期趋势预报和短期预报。印度学者、南非学者标志着当今的水平。长期预报对工程施工阶段有知道意义。我国一般岩爆按设计和施工两阶段进行预测预报。一、设计阶段岩爆的预测预报 在设计阶段，根据隧道工程地质勘查资料，结合现场实测诸钻点的地应力值，通过反演得出隧道区域内的初始应力场。然后通过数值分析所得隧道各分段洞周应力值，结合室内岩石试验，利用不同判据，得出设计阶段各洞段可能发生岩爆及其级别，并在设

7、计中提出相应对策。第7页/共16页第七页，共16页。岩爆的预测岩爆的预测(yc)二、施工阶段岩爆的预测预报二、施工阶段岩爆的预测预报 在施工阶段，由于设计阶段的预测预报准确性有待隧道的开挖验证，因此进在施工阶段，由于设计阶段的预测预报准确性有待隧道的开挖验证，因此进一步结合现场实际，对隧道区内总体一步结合现场实际，对隧道区内总体(zngt)岩爆状况进行重新预测，对调整设岩爆状况进行重新预测，对调整设计，指导施工，保证施工人员安全，合理安排施工进度是十分重要的和必需的。计，指导施工，保证施工人员安全，合理安排施工进度是十分重要的和必需的。第8页/共16页第八页，共16页。岩爆的预测岩爆的预测(y

8、c)在施工阶段，隧道开挖后，及时采用应力解除法，对洞壁直接进行应力在施工阶段，隧道开挖后，及时采用应力解除法，对洞壁直接进行应力测试，同时采集隧道内岩样进行室内试验或用回弹仪测出该洞段岩石抗压强测试，同时采集隧道内岩样进行室内试验或用回弹仪测出该洞段岩石抗压强度，利用不同判据，得出比设计阶段更为符合实际的该洞段的岩爆发生及其度，利用不同判据，得出比设计阶段更为符合实际的该洞段的岩爆发生及其级别，以便及时采取防治对策。级别，以便及时采取防治对策。一、勘测期的地应力值与施工阶段实测一、勘测期的地应力值与施工阶段实测(sh c)的不一定一致，例如的不一定一致，例如 二滩二滩地下厂房地下厂房 二郎山公

9、路隧道。二郎山公路隧道。在施工期要直接对围岩进行表面或浅部应力进行实测在施工期要直接对围岩进行表面或浅部应力进行实测(sh c)。二、数值分析方法应考虑二、数值分析方法应考虑2个重要前提：个重要前提：要选择合适的本构方程；要选择合适的本构方程；要选择恰当的岩体力学参数；要选择恰当的岩体力学参数；利用声发射法进行监测；利用声发射法进行监测；利用声发射仪可探测潜在的岩爆位置。声发射法是最直接的预报方利用声发射仪可探测潜在的岩爆位置。声发射法是最直接的预报方法。法。第9页/共16页第九页，共16页。岩爆的防治岩爆的防治(fngzh)措施措施 岩爆的防治措施研究岩爆的防治措施研究(ynji)岩爆的防治

10、：通过大量的工程实践以及经验的积累，岩爆的防治：通过大量的工程实践以及经验的积累，目前已经找到了许多行之有效的治理岩爆的措施。主要目前已经找到了许多行之有效的治理岩爆的措施。主要可以归纳为以下三点：可以归纳为以下三点：一、通过改善围岩的物理性能的方式来预防岩爆；一、通过改善围岩的物理性能的方式来预防岩爆；二、通过改善围岩的应力条件的方式来预防岩爆；二、通过改善围岩的应力条件的方式来预防岩爆；三、通过加固围岩的方式来预防岩爆。三、通过加固围岩的方式来预防岩爆。第10页/共16页第十页，共16页。岩爆的防治岩爆的防治(fngzh)措施措施 一、改善围岩的物理性能：例如在洞壁经常喷洒冷水，一定程度上

11、可以降低表面层围岩强度。采用超前钻孔向煤等非坚硬岩体高压均匀注水，该方法可以通过三方面作用来防治岩爆：1、可以释放应变能并且将最大切向应力向围岩深部转移；2、高压注水可以软化降低岩体的强度；3、高压注水产生了新的张裂隙并使原有裂隙继续扩展，从而降低了岩体储存应变能的能力。但是对于具有高地应力的坚硬岩体来说，岩体内裂隙由于受到注水的润滑作用又能触发引起“地震”，结果(ji gu)往往起不到应有的软化围岩的作用。第11页/共16页第十一页，共16页。2/26/2023 岩爆的防治岩爆的防治(fngzh)措施措施 二、改善围岩的应力条件：根据挪威赫古拉公路隧道和我国川藏公路二郎山隧道等工程施工实践经

12、验，采用钻爆法施工，短进尺掘进；减小爆破用药量，控制光面爆破的效果，以减少围岩表层应力集中的现象。轻微、中等岩爆段尽可能采用全断面一次开挖(ki w)成型的施工方法，以减少对围岩的扰动。强烈以上的烈度岩爆地段，必要时也可采用分部开挖(ki w)的方法，以降低岩爆的破坏程度。考虑到全断面一次开挖(ki w)对围岩扰动大，所以可以采用打超前小导洞的方法释放部分应力。这些空洞也人为的给岩体提供了一定的变形空间，使其内部的高应力有效降低，改善了集中应力状态。第12页/共16页第十二页，共16页。2/26/2023 岩爆的防治岩爆的防治(fngzh)措施措施 一、采用加固围岩的方式：为了减轻岩爆的危害，

13、要在洞室开挖前和洞室开挖后对围岩进行及时的支护，以尽量减少岩体暴露时间和面积。这样做不仅改善了应力大小和分布，还能使洞室周边岩体从平面应力状态变为空间三向应力状态，从而达到减轻岩爆危害的目的(md)，并且还能起到防护作用，防止岩石弹射和剥落造成事故。一般围岩加固采用的方式有：径向锚杆、喷混凝土支护、钢筋网、型钢支撑、锚索等等。在岩爆洞壁初期支护后，在有条件的情况下，及时跟进两次永久衬砌支护，以避免该洞段因暴露时间过长而重新出现两次岩爆现象。第13页/共16页第十三页，共16页。岩爆问题岩爆问题(wnt)的的展望展望 岩爆问题仍是岩石力学世界难题之一。岩爆实质上是因在高地应力岩体或矿体中进行掘进或开采，引起岩体或矿体中聚集的应变能突然释放，诱导了人工地震岩爆的发生。因此，用地震学方法预测报告岩爆发生与否是值得我国重视的，可作为研究方向之一。岩爆的防治需要吸取已有的经验(jngyn)，更要结合工程实际。总之，解决岩爆问题任重而道远。第14页/共16页第十四页，共16页。COMPANY NAMELOGO第15页/共16页第十五页，共16页。2/26/2023感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第16页/共16页第十六页，共16页。