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基于多物理场参数变化的花岗岩巷道岩爆前兆模拟实验研究
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:岩石力学与工程学报
  • 时间:2014.7.15
  • 页码:1347-1357
  • 分类:TU45[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]河北联合大学矿业工程学院,河北唐山063009, [2]河北联合大学河北省矿业开发与安全技术重点实验室,河北唐山063009, [3]大连理工大学岩石破裂与失稳研究中心,辽宁大连116024
  • 相关基金:国家重大基础研究发展计划(973)项目(2014cB047100);国家自然科学基金资助项目(51374088);河北省自然科学基金项H(E2012209047)本次研究得到东北大学测绘遥感与数字矿山研究所刘善军教授的指导,也得到了研究生黄建伟、魏嘉磊在实验过程中的帮助,在此一并感谢!
  • 相关项目:水对矿山岩石破裂失稳过程声发射特征影响的实验研究
中文摘要:

通过室内实验以及数值模拟研究构造应力对花岗岩巷道岩爆的影响,从可见光图像、声发射、远红外的变化规律入手,分析三者与巷道岩爆的内在联系,揭示巷道岩爆的孕育机制。实验选择的花岗岩岩爆倾向性指数为13.84~18.02,属于中等程度岩爆倾向性岩石。研究结果表明:由于岩石破裂过程中的能量耗散,发生岩爆前均会出现多种物理参数突变现象;岩爆发生前,巷道围岩将出现大范围应力转移和应力集中,岩爆发生时巷道左右以及上下边帮将有岩屑弹出,并且侧压越高,岩爆的烈度越强;岩爆发生前至少出现2次大范围温度跳变,即温度初始异常点与岩爆前兆点;声发射绝对能量b值的跳变和平静期的出现可作为大破裂的前兆信息;经统计分析,这3种监测手段对岩爆的响应敏感顺序为:可见光图像〉远红外〉声发射。由于岩体内部观测的复杂性,采用多种监测手段,建立岩爆监测的多物理场参数联合预警方法,可为岩爆监测提供更准确地预警信息。

英文摘要:

The rockburst of granite in roadway due to tectonic stress was studied experimentally and numerically. The intrinsic links among the visible light images, the acoustic emissions(AE) and the far-infrared radiations were investigated to reveal the characteristics and mechanisms of rockburst in roadway. The proneness index of rockburst of granite was found to have moderate values from 13.84 to 18.02. The physical parameters changed suddenly and greatly just prior to the occurring of rockburst due to energy dissipation. Debris were ejected out from the two sides of the tunnel. The higher the side pressure is, the stronger the rockburst is. There are at least two temperature jumps, one is the initial temperature anomaly and the other is at omen point of rockburst. The leap of b-value and the occurrence of a quiet period of AE is the precursor of large fracturing. In virtue of the results of statistical analysis, the sensitivity to rockburst of three monitoring methods, visible image, far infrared and AE are found to be in declining order. A variety of ways of monitoring the multiple physical parameters are required to provide more accurate early warning information of rockburst on account of the complexities of internal observations with the imaging method of visible light.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:75823