弱动力扰动触发型岩爆机理与定量化预测研究

批准号:
51869003
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
40.0 万元
负责人:
苏国韶
依托单位:
学科分类:
E0905.水工岩土工程
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
燕柳斌、罗丹旎、宋咏春、翟少彬、胡小川、刘鑫锦、梅诗明、颜晓阳
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中文摘要
针对深埋隧洞工程完整硬脆性岩体开挖过程中常遇的弱动力扰动触发型岩爆地质灾害现象的机理不清与难以预测的问题,采用新型动真三轴岩爆试验系统,通过“材料-类结构-结构”等多层次真三轴试验,在室内再现不同动静组合加载条件下的岩爆过程,通过岩爆孕育过程中硬岩的能量与损伤时空演化特征分析揭示其发生机理;在建立反映弱动力扰动下高静应力硬岩损伤劣化和弹射破坏行为特点的本构模型与强度准则的基础上,提出此类岩爆弹射动能定量化预测的离散元数值模拟方法,由此实现岩爆物理试验过程的精细模拟,并推演复杂条件下岩爆过程,进一步揭示此类岩爆的发生机理与规律;最后通过工程实例与应用研究,验证并完善所提出的理论与方法,为深部岩体工程弱动力扰动触发型岩爆的定量化预测提供有效途径。
英文摘要
Aiming at unclear mechanism and unpredictable problem of rockburst triggered by weak dynamic disturbance, which is a geological disaster phenomenon often encountered in deep tunnel during the excavation of intact hard-brittle rocks. Multi-level including material, structure-like and structure true-triaxial tests will be conducted using a new dynamic true-triaxial rockburst testing system to experimentally reproduce the rockburst under different couple static-dynamic stress conditions; by analyzing the temporal and spatial evolution of the energy and damage of hard rock during rockburst pregnant process, the mechanism of triggered rockburst induced by weak dynamic disturbance will be revealed. Then, according to the experimental results, constitutive model and strength criterion, which can reflect the damage, deterioration and ejection failure of high-stressed hard rock triggered by weak dynamic disturbance, will be established; the discrete element numerical simulation method for quantitatively predicting kinetic energy of ejected fragments will be proposed; the rockburst reproduced by physic test, as well as the rockburst under complicated stresses or boundary conditions, will be fine simulated to further reveal the mechanism and law of the studied rockburst. Finally, the proposed theories and methods will be verified and improved by engineering case study and application. It provides an effective way for quantitative prediction of rockburst induced by weak dynamic disturbance in deep rock engineering.
本项目针对深埋隧洞工程完整硬脆性岩体开挖过程中常遇的弱动力扰动触发型岩爆地质灾害现象的机理不清与难以预测的问题,采用新型动真三轴岩爆试验系统,通过“材料-类结构-结构”等多层次真三轴试验,在室内再现了不同动静组合加载条件下的弱动力扰动触发型岩爆过程,获得了此类岩爆复杂孕育过程的科学数据;通过岩爆孕育过程中硬岩的能量与损伤时空演化特征分析,结合声发射监测数据分析,揭示了此类岩爆的孕育机理;结合室内试验与现场工程应用效果反馈,提出了此类岩爆发生的风险、位置、范围与强度预测的离散元与近场动力学数值模拟方法,为深部岩体工程弱动力扰动触发型岩爆的定量化合理预测提供了有效途径。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Rockburst characteristics of several hard brittle rocks: A true triaxial experimental study
几种硬脆岩石的岩爆特征:真三轴试验研究
DOI:10.1016/j.jrmge.2019.07.013
发表时间:2020-04
期刊:Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering
影响因子:7.3
作者:Zhai Shaobin;Su Guoshao;Yin Shunde;Zhao Bin;Yan Liubin
通讯作者:Yan Liubin
Suppressing rockburst by increasing the tensile strength of rock surface: An experimental study
提高岩石表面抗拉强度抑制岩爆的实验研究
DOI:10.1016/j.tust.2020.103645
发表时间:2021
期刊:Tunnelling and Underground Space Technology
影响因子:6.9
作者:Hu Xiaochuan;Su Guoshao;Li Zhenyu;Xu Chaoshui;Yan Xiaoyang;Liu Yanxin;Yan Liubin
通讯作者:Yan Liubin
Influence of micro-modulus functions on peridynamics simulation of crack propagation and branching in brittle materials
微模量函数对脆性材料裂纹扩展和分支的近场动力学模拟的影响
DOI:10.1016/j.engfracmech.2019.106498
发表时间:2019-07
期刊:Engineering Fracture Mechanics
影响因子:5.4
作者:Chen Zhiyong;Ju J Woody;Su Guoshao;Huang Xiaohua;Li Shuang;Zhai Lianjun
通讯作者:Zhai Lianjun
DOI:10.1007/s10064-019-01463-9
发表时间:2019-01
期刊:Bulletin of Engineering Geology and the Environment
影响因子:4.2
作者:Chen Zhiyong;Su Guoshao;Ju J Woody;Jiang Jianqing
通讯作者:Jiang Jianqing
Experimental study on the infuence of a small-scale single structural plane on rockburst in deep tunnels
小尺度单一结构面对深埋隧道岩爆影响的试验研究
DOI:10.1007/s00603-022-03062-9
发表时间:2022
期刊:Rock Mechanics and Rock Engineering
影响因子:6.2
作者:Su Guoshao;Yan Xiaoyang;Zheng Zhi;Li Chongjin;Zhao Xingguang;Ren Hongyu
通讯作者:Ren Hongyu
硬岩破裂失稳的声音信号定量化研究
- 批准号:52169021
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:35万元
- 批准年份:2021
- 负责人:苏国韶
- 依托单位:
应变型岩爆的弹射动能释放机理与定量化预测方法研究
- 批准号:41472329
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:82.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:苏国韶
- 依托单位:
高地温梯度水工高压隧洞THM耦合作用下的承载特性研究
- 批准号:51369007
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:50.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:苏国韶
- 依托单位:
高地应力条件下大型洞室群稳定性分析与智能优化
- 批准号:50809017
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:苏国韶
- 依托单位:
国内基金
海外基金
