福建某隧道岩爆工程技术分析

本文根据福建某隧道施工中发生的岩爆，通过现场地质观测资料，具体地分析了其形成的规模、位置、诱发因素以及地质条件，从地质工程的角度，对岩爆发生地段隧道的岩石组成、地质构造、地应力特征以及地下水情况进行了探讨，并在此基础上，提出了岩爆防治措施。     

地下工程中岩爆灾害的成因及防治措施

岩爆是地下工程掘进过程中所遇到一种动力地质灾害，其危害较大。根据当前国内外大量岩爆的统计资料，结合在二郎山隧道知锦屏二级水电站勘探洞所遇到的岩爆现象，提出了岩爆是由构造、浅表生改造、围岩的岩体强度、岩层产状、围岩应力状态、变形特性、地下工程布置等多种影响因素综合作用的结果。就岩爆的力学机制问题，认为岩爆力学机制的实质属于压致拉裂破坏。     

金川深部典型岩石岩爆倾向性多因素综合评判

以金川二矿区深部为研究对象,通过对其花岗岩等6种典型岩样进行峰前卸载等多种常规力学实验研究,结合现场勘察数据,采用基于岩性、围岩、应力条件等不同评判角度的单一岩爆判据：强度脆性系数法、Barton法、弹性应变能指数法和围岩质量RMR法,分别对6种典型岩样进行岩爆倾向性理论预测,并引入模糊数学综合预测方法,以上述各单一判据结果为指标,运用专家评估法确定因素影响权重。多因素系统评价金川二矿区的岩爆倾向性。结果表明,传统单一岩爆预测判据方法不适合金川特殊地质环境。采用模糊数学综合预测方法多因素系统分析发现。花岗岩、大理岩等6种岩样均具有弱岩爆发生倾向,其结果与现场符合较好。对矿山下阶段安全、高效生产中的岩爆防治有一定的科学指导意义。     

基于粗糙集理论和支持向量机的岩爆预测

为了提高不同环境和地质条件下对岩爆预测的准确性,在综合岩爆影响因素的基础上,选取岩石取样处的埋深、岩石单轴抗压强度,岩石单轴抗压强度与抗拉强度比值、围岩最大切向应力与岩石单轴抗压强度比值、岩石弹性变形能指数作为评判指标建立岩爆烈度预测决策表,根据粗糙集理论中的属性约简算法,确定特定地质条件下岩爆的主要影响因素,删除冗余数据,再使用粒子群算法优化支持向量机的参数,通过核函数将岩爆主控因素映射到高维空间,拟合主控因素与岩爆烈度之间的非线性映射关系,建立基于粗糙集理论和粒子群支持向量机(RS-PSOSVM)的岩爆预测模型,并将该模型应用于大相岭隧道的岩爆预测。研究结果表明:该模型具有较高准确率和和较强稳定性;岩爆预测结果与实际结果一致,验证了该模型的可行性。     

回归分析法在建立岩爆数学模型上的应用

通过实践与理论对岩爆进行了分析与研究，探讨了直接影响岩爆的几个主要因素，首次利用回归分析法对岩爆的有关数学模型进行了一些探讨，取得了一些结果，并且通过实践验证了所得结果的正确性，这对今后多方面进一步研究岩爆具有一定的指导意义。     

大理岩三轴压缩动态卸围压与岩爆模拟分析

对岩爆研究的现状进行较详细阐述，为分析岩爆形成机理，采用大理岩分别进行了三轴压缩峰前峰后动态卸围压实验，结合分岔过程，对三轴压缩过程的剪切断裂能进行分析，其结果表明：峰前卸围压过程听剪切断裂能远低于峰后卸围压过程和常规三轴压缩过程，而此过程岩体的破坏程度则强烈得多，由此也说明，张拉破坏是岩爆产生的根本内因。     

岩爆机理及其防治

在地下场工程的开挖中，坚硬高应力岩由于开挖后岩体变形能的释放，经常会产生岩爆，影响工程进度，危及人员安全。本从岩爆产生的机理，说明了岩爆的预测防方法，并提出了防止岩爆的相关措施。     

岩爆防治在大伙房引水隧道中的应用

重点研究了在大伙房引水隧道一号支洞所发生岩爆的特征，从包括岩石组合、地应力状况、隧道埋深以及地下水发育特征等因素在内的影响岩爆发生的主要因素的角度，分析了它产生、发展、分布的岩石组成形式和地质构造特征，指出隧道中容易发生岩爆的地段的鉴别特征，着重研究了该地区岩爆在不同构造应力场的作用下，所发生的的力学行为，并由此推断出它可能对隧道施工可能造成的影响，提出了以预防为主、防治结合的行之有效的治理措施。     

可拓综合评价方法在岩爆判别中的应用

岩爆是岩体高应力区的一种重要地质现象,是地下工程建设中必须关注的重要地质工程问题之一.文中提出3个最能控制岩爆发生的指标:围岩二次应力的最大主应力与岩石抗压强度比、岩爆倾向性指数和岩体完整性指数.以这3个指标为影响因素,确定了岩爆发生等级的判断标准.在此基础上采用可拓方法对岩爆的发生及等级进行了综合判断,并运用已经完成的工程实例进行了验证.     

基于RES理论的岩爆倾向性预测方法

从工程地质因素、复杂环境因素和人为开挖因素3个方面分析了岩爆启动的主要影响因素,在此基础上,提出了一种基于RES理论的岩爆智能预测模型,并论证了人工神经网络的参数分析原理.此外,采用改进的前馈神经网络BP算法对交互作用矩阵进行编码以及对参数的相对交互作用强度进行了分析.研究结果表明:运用该岩爆智能预测模型,不仅使岩爆倾向性的预测具有动态特性,同时又可以方便地对岩爆启动的主控因素进行分析.     

岩爆模拟材料特性分析

通过大量实验选取了种脆性材料，该材料在普通试验机上加载测试观察其具有较强的冲击倾向，位移—时间曲线失稳时产生突跳．可用来作岩爆模拟材料．为室内研究岩爆这一动力现象奠定了基础，同时，分析模拟材料产生脆性的原因，最后，通过破坏过程分析提出了岩爆烈度的指标。     

深埋隧洞不同掘进方式下即时型岩爆微震对比分析

对某水电站引水洞和施工排水洞钻爆法及TBM开挖段的施工过程进行连续性实时微震监测,将即时型岩爆孕育及发生过程中获得的微震信息进行了对比分析.结果表明:深埋硬岩地下隧洞即时型岩爆的孕育及发生过程中,微震事件在空间位置上从初始的不规则零散分布不断向岩爆区域集合,并且数量不断增加;累计微震释放能以及塑性体积的平均微震释放能均不断增大,TBM开挖过程中岩体能量释放要大于钻爆法开挖;TBM开挖强烈岩爆发生前有轻微~中等岩爆伴随发生并且随着岩爆的孕育过程而逐渐递增,而钻爆法开挖不具有这一现象.     

岩爆预测的支持向量机

针对岩爆预测问题,提出了基于支持向量机的预测方法,通过对影响岩爆因素的分析,然后运用支持向量机理论建立岩爆预测的支持向量机模型·结果表明,基于支持向量机的岩爆预测方法具有较高的准确率,该方法是科学可行的,具有广泛的应用前景·     

基于多重判据的高楼山隧道岩爆倾向性判别

为探究不同层理倾角对岩体岩爆倾向性的影响,以武九高速土建工程高楼山隧道的层理灰岩为研究对象,通过室内单轴加载与加卸载试验,结合弹性应变能岩爆指标、临界埋深岩爆指标、陶振宇岩爆指标和Russense岩爆指标对不同层理角度的岩样进行了岩爆倾向性综合分析.结果表明:不同岩爆指标的判别结果之间存在一定差异;层理角度对岩爆倾向性有显著性影响,当层理角度为60°时岩爆倾向性最高,层理角度为45°时岩爆临界埋深最浅;基于多重判据的岩爆倾向性判别法为在具有层理结构岩体的地下工程中进行岩爆灾害的预测预报提供了有益参考.     

地下峒室岩爆预报的自适应模式识别方法

应用神经网络系统理论，提出了地下峒室爆预报的新方法－自适应模式识别方法。该方法结合专家系统的经验，从积累的工程实例中抽取岩爆模式特征，建立输入模式输出模式对，采用自学习的方法建立从输入模式到输出模式的非线性映射，并进行推广，由网络推理出待识别岩石岩爆发生的可能性和烈度，实际应用表明，本文的方法科学，可靠。     

深部开采岩爆预测的神经网络方法

岩爆是深部高地应力岩石地下工程中的一种常见灾害,其影响因素之间存在着极其复杂的非线性关系。在综合分析基础上,选取开采深度、围岩最大切向应力与岩石单轴抗压强度比值、岩石单轴抗压强度和抗拉强度比值、岩石冲击性倾向指数作为岩爆预测的评判指标。应用人工神经网络方法,建立了岩爆预测的计算模型,利用国内外一些深部开采、岩石地下工程资料作为学习样本和测试样本对模型进行训练。该模型成功应用于某矿巷道的岩爆预测,预测结果与实际情况一致,此研究为深部开采岩爆预测提供了新的途径。     

圆梁山特长隧道施工地质灾害问题预测

深埋隧道的地质灾害问题对隧道修建的可行性及隧道施工具有重大影响。该文简要分析了目前国内外深埋隧道的主要地质灾害问题 ;在此基础上 ,结合渝怀铁路圆梁山特长隧道初步勘测的成果 ,对这一特长隧道在施工过程中可能遇到的地质灾害问题进行了较为系统的分析 ;对各类地质灾害的发生程度及其对隧道施工的影响作出了初步评价 ,提出了相应的处理措施。     

Mogi-Coulomb强度准则应用于岩石三轴卸荷破坏试验的研究

 针对Mogi-Coulomb 强度准则是否适用于三轴卸荷试验,基于已有常规三轴及真三轴的试验数据,利用Mogi-Coulomb强度准则,对常规三轴卸荷及真三轴卸荷条件下的实验数据进行拟合和分析,并对拟合得到的相关强度参数和试样的破坏特征进行分析。结果表明,Mogi-Coulomb 强度准则在常规三轴卸荷条件下有着良好的适用性,而在真三轴卸荷条件下,虽然线性拟合效果较好,但拟合参数反映的岩石黏聚力值出现负数的异常情况。分析现有实验测试结果,可以推测出现参数异常的原因,应是岩石在真三轴卸荷条件下的破坏模式由剪切型破坏转变为强烈的张拉型岩爆破坏所致。这表明Mogi-Coulomb 强度准则虽能在一定程度上反映真三轴卸荷的主应力关系,但其本质仍为基于剪切破坏的强度准则,存在一定的局限性,对于张拉为主-剪切共存型的岩爆破坏,有必要建立一种新的岩石强度准则来反映真三轴卸荷下的岩石本构关系。