隧道岩爆的动力学机理及其控制的实验研究

›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (4): 1139-1142.

隧道岩爆的动力学机理及其控制的实验研究

黄锋

同济大学地下建筑与工程系岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092

收稿日期:2008-07-27 出版日期:2010-04-10 发布日期:2010-04-30
作者简介:黄锋，男，1982年生，博士研究生，主要从事隧道及地下建筑工程方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(No.40272119)。

Study about dynamic mechanism and controlling of rock-burst in tunnel by experiments

HUANG Feng

Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of Mimistry Education, Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China

Received:2008-07-27 Online:2010-04-10 Published:2010-04-30

摘要/Abstract

摘要：

隧道爆破开挖过程对隧道围岩的扰动，可以用弹性动力学的Lamb问题来描述。利用动态光弹性方法，对Lamb模型进行了验证，研究了冲击荷载下模型内应力波的传播、相互作用以及刻槽的拦截效应。结果表明：（1）冲击荷载作用下，模型内传播的有P波、S波和Rayleigh波，与Lamb模型的力学解答是一致的；（2）等差条纹图的分布规律，可以合理解释岩爆高发区段与开挖面的位置关系，认为P波和Rayleigh波的致裂作用和传播规律是岩爆发生的重要因素；（3）在模型表面的刻槽，可以实现对岩爆有突出贡献的Rayleigh波的大量拦截，说明在隧道表面切槽的岩爆控制方法是可行的。

关键词: 岩爆, 动力学机制, Lamb问题, 控制方法, 动光弹

Abstract:

The perturbation in the process of blasting excavation for tunnel construction can be studied by Lamb model belong to elastic kinetics. The case was simulated by photo-elastic experiments, which included the propagation, interaction laws and interception effects of slot obstacle. Some results were obtained as follows: (1) there are Pressure, Shear and Rayleigh waves under the action of impact load, which is similar to the mechanical answers of Lamb model. (2) From the fringe patterns, the effects of inducing fracture and laws of propagation about Pressure and Rayleigh waves are important factors for rock-burst mechanism, which can explain the space relationship between rock burst and face. (3) The slot on model surface can effectively intercept stress waves, especially the important Rayleigh waves. So the method of controlling rock-burst with cutting slot is theoretically feasible.

Key words: rock burst, dynamic mechanism, Lamb model, control method, dynamic photoelasticity

中图分类号:

TU 443

黄锋. 隧道岩爆的动力学机理及其控制的实验研究[J]. , 2010, 31(4): 1139-1142.

HUANG Feng. Study about dynamic mechanism and controlling of rock-burst in tunnel by experiments[J]. , 2010, 31(4): 1139-1142.

参考文献

相关文章 15

[1]	陈炳瑞, 吴昊, 池秀文, 刘辉, 伍梦蝶, 晏俊伟, . 基于STA/LTA岩石破裂微震信号实时识别算法及工程应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3689-3696.
[2]	李桐, 冯夏庭, 王睿, 肖亚勋, 王勇, 丰光亮, 姚志宾, 牛文静, . 深埋隧道岩爆位置偏转及其微震活动特征[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2847-2854.
[3]	周辉, 陈珺, 张传庆, 朱勇, 卢景景, 姜玥, . 低强高脆岩爆模型材料配比试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2039-2049.
[4]	赵振华, 张晓君, 李晓程, . 含卸压孔硬岩应力松弛特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2192-2199.
[5]	苏国韶, 燕思周, 闫召富, 翟少彬, 燕柳斌, . 真三轴加载条件下岩爆过程的声发射演化特征[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1673-1682.
[6]	严健, 何川, 汪波, 蒙伟, . 高地温对隧道岩爆发生的影响性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1543-1550.
[7]	罗丹旎, 苏国韶, 何保煜, . 不同饱水度花岗岩的真三轴岩爆试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1331-1340.
[8]	梅诗明, 胡小川, 苏国, 陈冠言, . 中间主应力对隧洞岩爆影响的模型试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3959-3968.
[9]	赵菲, 王洪建, 何满潮, 袁广祥, 罗耀武, . 不同高度花岗岩岩爆试验的声发射特征[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 135-146.
[10]	王之东, 黎立云, 陈滔, 刘兵权, . 矿柱岩爆模型试验中能量释放研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 177-185.
[11]	向鹏，纪洪广，蔡美峰，张月征. 抛掷型岩爆震源体能量动态释放机制与几何尺度特征[J]. , 2018, 39(2): 457-466.
[12]	司雪峰, 宫凤强，罗勇，李夕兵, . 深部三维圆形洞室岩爆过程的模拟试验[J]. , 2018, 39(2): 621-634.
[13]	马春驰，李天斌，张航，王剑锋, . 基于EMS微震参数的岩爆预警方法及探讨[J]. , 2018, 39(2): 765-774.
[14]	蒙伟，何川，汪波，张钧博，吴枋胤，夏舞阳. 基于侧压力系数的岩爆区初始地应力场二次反演分析[J]. , 2018, 39(11): 4191-4200.
[15]	刘鑫锦，苏国韶，冯夏庭，燕柳斌，闫召富，张洁，李燕芳，. 基于声音信号的室内岩爆动态预测方法[J]. , 2018, 39(10): 3573-3580.

Metrics

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed

本文评价

推荐阅读 10

[1]	杨光，孙逊，于玉贞，张丙印. 不同应力路径下粗粒料力学特性试验研究[J]. , 2010, 31(4): 1118 -1122 .
[2]	杨天鸿，陈仕阔，朱万成，刘洪磊，霍中刚，姜文忠. 煤层瓦斯卸压抽放动态过程的气-固耦合模型研究[J]. , 2010, 31(7): 2247 -2252 .
[3]	郝冬雪，陈榕，栾茂田，武科. SBPT测定饱和黏土不排水强度的数值分析[J]. , 2010, 31(7): 2324 -2328 .
[4]	李卫超，熊巨华，杨敏. 分层土中水泥土围护结构抗倾覆验算方法的改进[J]. , 2011, 32(8): 2435 -2440 .
[5]	张桂民，李银平，施锡林，杨春和，王李娟. 一种交互层状岩体模型材料制备方法及初步试验研究[J]. , 2011, 32(S2): 284 -289 .
[6]	范书立，陈健云，张俊清. 波浪荷载作用下斜向抗拔桩的承载特性分析[J]. , 2012, 33(1): 301 -306 .
[7]	王洪新，孙玉永 . 考虑基坑开挖宽度的杆系有限元算法及试验研究[J]. , 2012, 33(9): 2781 -2787 .
[8]	刘飞禹，余炜，蔡袁强，张孟喜 . 桩承式加筋地基室内试验及数值分析[J]. , 2012, 33(S1): 244 -250 .
[9]	张乐文，张德永，李术才，邱道宏. 基于粗糙集理论的遗传-RBF神经网络在岩爆预测中的应用[J]. , 2012, 33(S1): 270 -276 .
[10]	贾超，李朋，张强勇，李术才. 盐岩储气库运营期失效概率分析研究[J]. , 2012, 33(11): 3352 -3358 .