巖爆是在開挖或其他外界擾動下,,地下工程巖體中聚積的彈性變形勢能突然釋放,導(dǎo)致圍巖爆裂,、彈射的動力現(xiàn)象,。巖爆具有很強的突發(fā)性、隨機性和危害性,。隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,,地下資源開發(fā)、地下基礎(chǔ)建設(shè)正以前所未有的速度向深部發(fā)展,。隨著埋深的增加和地應(yīng)力水平的增高,,巖體所賦存的地質(zhì)環(huán)境更為復(fù)雜,開挖(開采)誘發(fā)的巖爆災(zāi)害更加突出,、嚴(yán)重,,給深部地下工程設(shè)計、施工與生產(chǎn)等帶來前所未有的挑戰(zhàn),。 巖爆研究已經(jīng)從狀態(tài)研究到孕育全過程的機制,、監(jiān)測預(yù)警與動態(tài)調(diào)控研究,巖爆監(jiān)測預(yù)警從定性發(fā)展到定量,、智能化,,巖爆控制從關(guān)注支護(hù)設(shè)計發(fā)展到開挖優(yōu)化、應(yīng)力釋放優(yōu)化與吸能支護(hù)優(yōu)化,。 東北大學(xué)馮夏庭研究員團(tuán)隊聯(lián)合中科院武漢巖土力學(xué)研究所與廣西大學(xué)的科研人員,,以巖爆孕育過程為主線,闡述巖爆的主要類型,、4 個等級,、TBM 和鉆爆法誘發(fā)的巖爆特征、不同巖性發(fā)生的巖爆的特征,。 研究人員運用室內(nèi)巖樣試驗,、室內(nèi)物理模型試驗,、現(xiàn)場綜合觀測、現(xiàn)場監(jiān)測等手段揭示巖爆孕育過程及其機制,。 在巖爆孕育過程預(yù)警方面,,科研人員介紹了即時型巖爆預(yù)警方法、時滯型巖爆孕育過程的預(yù)警方法,、間歇型巖爆孕育過程的預(yù)警方法,。同時指出,巖爆孕育過程的預(yù)警應(yīng)與設(shè)計和施工過程緊密結(jié)合,,當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件變化,、設(shè)計變更和施工活動變化時,應(yīng)根據(jù)基于微震信息的巖爆預(yù)警法對巖爆孕育過程進(jìn)行動態(tài)預(yù)警,。 在巖爆孕育過程的風(fēng)險動態(tài)防控中,,從工程布置和開挖參數(shù)設(shè)計、應(yīng)力釋放孔設(shè)計,、支護(hù)系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化方面做了介紹,。 巖爆的孕育和發(fā)生是一個復(fù)雜的過程。已建立了一個大型巖爆案例數(shù)據(jù)庫,,包括微震波形數(shù)據(jù)庫,、巖爆案例數(shù)據(jù)庫、微震事件時間序列數(shù)據(jù)庫等信息,。運用大數(shù)據(jù),、深度學(xué)習(xí)等人工智能手段,對巖爆數(shù)據(jù)庫進(jìn)行深度學(xué)習(xí),,建立包含微震波形的快速識別,、微震波形到時準(zhǔn)確拾取、自動定位,、巖爆區(qū)域和等級自動預(yù)警等功能的全智能系統(tǒng),,是亟待努力的方向。 巖爆防控已從被動變?yōu)橹鲃�,,強烈�(guī)r爆和極強巖爆的防控已經(jīng)從經(jīng)驗方法上升到開挖優(yōu)化—應(yīng)力釋放優(yōu)化—吸能支護(hù)優(yōu)化的“三步走”科學(xué)方法,,今后的努力方向是研究更加有效的應(yīng)力釋放技術(shù)、配套的吸能支護(hù)系統(tǒng)以及更多的工程實踐,。 位于青藏高原上的川藏鐵路林芝—雅安段,,將建設(shè)800 km 以上的深埋隧道,由于需要穿越地質(zhì)縫合帶,、活動斷裂帶等特殊地質(zhì)條件,,地應(yīng)力極高且變化大,巖爆風(fēng)險會更突出且會表現(xiàn)與以往工程不同的特征。加強針對該地區(qū)的巖爆機制和防控研究是今后幾年的重點,。 這項研究得到了國家自然科學(xué)基金的資金支持,研究以《巖爆孕育過程研究》為題發(fā)表于《巖石力學(xué)與工程學(xué)報》,。 |
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