高地应力区的岩爆及其判别

一、岩爆的物理过程当岩石内部积聚了很大的弹性应变能,一旦遇到扰动,就会突然释放出来,形成岩爆现象,这是高地应力区的地下工程开挖过程中经常遇到的一种代表性现象。发生岩爆的地下工程,其围岩常常是比较坚硬完整,因为这是岩石能够积聚很大的     

西南某电站辅助隧洞岩爆岩石试验研究

在分析、总结西南某电站交通辅助隧洞岩爆发育特征的基础上,通过岩石单轴应力-应变全过程试验和岩石弹性能量指数测试,研究岩爆产生的基本条件,然后通过岩石断口扫描电镜分析和卸荷三轴试验,分别从微观和宏观角度探讨不同烈度岩爆的破裂机理和形成力学机制.     

若干电站地下工程建设中的岩爆问题

岩爆是岩体中聚积的高弹性应变能的一种具有代表性的释放现象。岩石地下工程的岩爆,常伴随巨响,同时有岩片飞散。由于岩爆的发生,常常造成隧洞或井巷的破损;严重的岩爆现象对地下工程建设甚至带来灾难性的破坏,因而引起工程界的严重关注,并积极研究岩爆的防治措施。在本文中,拟简要介绍若干     

拉森斯(Russenses)岩爆判据研究

Russenses岩爆判据是岩爆分析常用判据,为求出该判据中环向应力,先导出了krisch方程,借助于岩石应力状态分析,对岩体在不同的水平和垂直应力作用下发生岩爆的影响深度进行研究.结果表明,随着水平构造应力较垂直应力的增加,岩爆影响深度逐渐减少,垂直应力对岩爆影响显著.对Russeness岩爆判据进行推广,建立了用洞室埋深来表示的岩爆判据,得到了发生岩爆的临界埋深公式.该公式反映出岩性对岩爆的影响,验证了岩爆发生条件是高地应力和岩石脆弹性的论断.     

岩爆综合预测的模糊概率方法

 在综合分析岩爆发生条件的基础上,从岩性条件、应力条件和围岩条件3个方面,分别选取能量储耗指数、岩石脆性指数、弹性应变能指数、线弹性能、切向应力准则、地应力指数、强度系数以及岩体质量RQD 8个指标作为影响岩爆的主要因素。利用模糊概率理论,提出了一类新的岩爆综合预测方法,该方法较全面地考虑了岩爆评价中的模糊性与随机性,给出了岩爆影响因素的模糊权重,避免经典模糊综合评判方法在权重取值上的局限性。     

锦屏二级水电站引水隧洞围岩岩爆特性研究

为了解锦屏二级水电站引水隧洞围岩岩爆特性,对该工程区典型岩爆岩样系统地开展了岩石力学特性试验研究。试验结果表明岩样较完整坚硬、抗压强度高,主要以脆性破坏形式为主;典型地层试样的岩爆倾向性指数平均值W_et均大于2.0,当地处高应力区时,岩爆特征明显;岩样卸围压破坏过程中变形特征规律为初始卸载围压越大,岩石的扩容效应越显著,与常规三轴压缩试验相比,岩样卸荷破坏的峰后应力跌落时的轴向应变变化较小,初始围压越大脆性破坏特征越明显;CT扫描断面与图像重组手段分析表明,试样在卸荷试验过程中,首先经历压密阶段,然后进入扩容状态直至破坏,破坏后存在“密度回弹”现象。卸围压试验中,试样瞬间发生破坏,多数伴有破裂响声,多数产生“双剪”破坏;利用岩体基本质量指标来描述岩石坚硬程度和岩体完整程度,提出了一种新的岩爆判据形式与分级标准,利用试验成果对提出的岩爆判据与分级进行了验证,结论与锦屏二级水电站辅助洞岩爆实际情况相符。     

原始损伤性片麻岩变形破坏中的能量特征分析

为探究不同初始损伤状态片麻岩在载荷作用下能量变化特征,取某隧道工程岩样进行单轴试验和三轴试验。对各试验岩样的应力-应变曲线特征进行分析,并对能量随应变的演化规律进行研究,结果表明:原地应力环境对试件性质影响较大;三轴试验条件下,岩石的能量演化规律可分为3个阶段,即稳定二次增长阶段、稳定破裂阶段及加速破裂阶段;损伤程度较高的片麻岩弹性能储存能力较弱,峰前扩容更明显,破裂位置更多;裂隙压密岩石弹性能储存比例高,脆性破坏更明显;卸围压过程中整体能量释放速率大于理论弹性能释放速率时,将造成卸荷损伤,使得岩石强度降低。该研究丰富了损伤性岩体的能量演化特征认识,并为片麻岩岩体工程建设提供了新的分析思路。     

深埋花岗岩隧道岩爆灾害微观断裂机制分析

深埋花岗岩隧道工程常面临埋深大、地应力高、构造活动强烈的复杂地质环境,开挖过程岩爆灾害显著,一直是深部地下工程建设领域关注的重点和难点。通过对中国西南地区某深埋花岗岩隧道岩爆岩石开展微观试验,结合现场岩爆案例及地质资料,分析了深埋花岗岩隧道岩爆岩石矿物成分及微观断裂破坏机制。结果表明:深埋花岗岩隧道岩石矿物成分主要为石英、钠长石与钙长石、最大微斜长石、黑云母和斜绿泥石;岩爆微观断裂机制主要为拉剪混合破坏,少数为单独的拉破坏或剪破坏。当岩爆区存在明显充填物时,岩爆微观断裂机制主要为张性破坏,少数为剪切破坏。研究所得深埋花岗岩隧道岩爆岩石矿物成分分析及微观断裂破坏机制对于类似隧道工程建设具有重要的参考价值和工程实践意义。     

金平水电站地下洞室施工的岩爆预防及处理措施

岩爆是高地应力区地下洞室开挖过程中因岩体应力释放而导致岩块骤然以爆炸形式从洞室周边飞射出岩块的现象。岩爆往往造成开挖工作面的严重破坏、设备损坏和人员伤亡,已成为岩石地下工程和岩石力学领域的世界性难题。其为高地应力地区影响地下洞室施工安全顺利进行的关键因素。针对金平水电站地下洞室施工,探讨了岩爆的预防和处理措施。     

锦屏二级水电站岩石单轴压缩试验

结合锦屏二级水电站深埋长隧洞开挖岩块岩石单轴压缩试验结果,对岩石力学参数进行了分析研究。结果表明:岩石力学参数随着深度的增加呈增大趋势,而泊松比和软化系数基本不变化;岩石的应变软化现象随着深度的增加越来越明显,岩石解除地应力后,岩石内部存在的能量在岩石加载破坏的同时得到释放,现场发生岩爆的几率大。