可拓理论在岩爆等级评价中的应用

岩爆是岩体高地应力区的一种重要地质现象,是地下工程建设中比较关注的重要工程地质问题之一。采用可拓评判方法,选取岩石单轴抗压强度σc、洞室最大切向应力σθ、岩石单轴抗拉强度σt和弹性能量指数Wet作为岩爆评价的主要因素,应用物元概念和关联函数建立了岩爆等级评价的物元模型,针对中国工程已发生的实例进行分析,计算结果与实际情况符合,说明该岩爆预测模型具有一定的应用价值。     

地下洞室岩爆预测灰色最优归类模型研究

在灰色关联分析和模糊识别原理的基础上,运用最小二乘法构造目标函数,选取影响岩爆的主要因素洞壁围岩最大切向应力σt、岩块单轴抗压强度σc、岩爆岩石的脆性指数K u、应力下降指数Kσ、岩石的弹性能量指数K w,并将σt/σc、K u、Kσ和K w作为评价影响因子进行关联分析,同时将岩爆烈度划分为无岩爆、弱岩爆、中岩爆和强岩爆4个等级,建立岩爆烈度分级预测的灰色最优归类数学模型。模型运用了动态权重计算方法和综合评判指数的概念,充分考虑了评价标准指标的离散性。利用该模型对四川某水工隧洞3个断面围岩岩爆发生的可能性及烈度等级进行了预测,获得了较为客观的评价效果,表明所采用的地下洞室岩爆烈度预测方法是合理、有效的。     

PPA-NCM模型在岩爆烈度分级预测中的应用北大核心

针对深埋引水隧洞岩爆分级预测问题,引入云模型理论,建立了基于投影寻踪(PPA)-正态云(NCM)的岩爆分级预测模型。在综合分析影响岩爆发生的相关因素的基础上,选取单轴抗压强度与岩石抗拉强度之比(σc/σt)、岩石切向应力与单轴抗压强度之比(σ_θ/σ_c)、弹性变形能指数W_(et)以及岩石脆性指数I_s为本次岩爆分级预测的评价指标体系,根据既定体系确定了相应评价标准,采用投影寻踪分析确定各指标权重,由云模型正向发生器计算各指标的确定度并生成相应的云图,在此基础上给出岩爆分级预测结果。国内外7个深埋引水隧洞建模计算结果表明,该方法计算结果是合理的。     

基于PPA-正态云的深埋隧洞岩爆分级预测

针对深埋引水隧洞岩爆分级预测问题,引入云模型理论建立了基于PPA-正态云的岩爆分级预测模型。在综合分析影响岩爆发生的相关因素的基础上,选取单轴抗压强度与岩石抗拉强度之比σ_c/σ_t、岩石切向应力与单轴抗压强度之比σ_θ/σ_c、弹性变形能指数W_(et)以及岩石脆性指数I_s为岩爆分级预测的评价指标,并确定了相应评价标准,采用投影寻踪分析法确定各指标权重,由云模型正向发生器计算各指标的确定度并生成相应的云图,在此基础上给出岩爆分级预测结果。以国内外7条深埋引水隧洞为例建模计算,结果表明PPA-正态云模型可以得出准确的结果。     

PPA-NCM模型在岩爆烈度分级预测中的应用

针对深埋引水隧洞岩爆分级预测问题,引入云模型理论,建立了基于投影寻踪(PPA)-正态云(NCM)的岩爆分级预测模型。在综合分析影响岩爆发生的相关因素的基础上,选取单轴抗压强度与岩石抗拉强度之比(σc/σt)、岩石切向应力与单轴抗压强度之比(σ_θ/σ_c)、弹性变形能指数W_(et)以及岩石脆性指数I_s为本次岩爆分级预测的评价指标体系,根据既定体系确定了相应评价标准,采用投影寻踪分析确定各指标权重,由云模型正向发生器计算各指标的确定度并生成相应的云图,在此基础上给出岩爆分级预测结果。国内外7个深埋引水隧洞建模计算结果表明,该方法计算结果是合理的。     

单轴抗压强度对岩爆影响的试验研究

岩爆是地下工程建设中猝不及防的重大地质灾害,其对施工现场、人员、仪器都会造成不可估量的损失。根据室内单轴抗压强度测试过程中砂岩、灰岩发生爆裂现象,将其分为天然、饱和、烘干3组,根据现场分析判断来统计试样岩爆个数,从而探究单轴抗压强度对砂岩、灰岩岩爆发生影响、概率统计以及水对岩爆发生的影响。     

基于PSO-SVM算法的高放废物处置北山预选区岩爆预测

为安全处置高放废物,我国拟在花岗岩体中建造埋深500 m左右的地下实验室,用以开展处置前期的相关研究。而岩爆作为深部岩石工程中一种常见的动力破坏现象,多造成严重后果。为指导地下实验室场址的筛选以及工程的安全设计施工,基于粒子群优化的支持向量机(PSO-SVM)和100组岩爆实测数据,结合北山预选区旧井、芨芨槽、新场3个候选场址的地应力值和岩体力学参数,以洞壁围岩最大切向应力σ_θ、岩石单轴抗压强度σ_c、岩石单轴抗拉强度σ_t、应力指数T_s、脆性指数B作为评判参数,对不同场址处竖井和隧道开挖的岩爆风险进行预测分析。结果表明:PSO-SVM算法用于岩爆预测是可行的;在埋深300~600 m范围内新场场址处工程开挖岩爆风险最低,以新场作为我国高放废物地下实验室的建设场址是最安全的。     

地下工程中基于人工神经网络的岩爆预测

研究地下工程岩爆等非稳定性问题，目的在于对这种非稳定性问题进行预测。以便提前采取积极的措施．预防安全事故的发生。岩爆是在引起岩爆发生的内、外因素共同作用下的一种动力失稳现象。只有在具有发生岩爆固有属性的岩体中，同时又具备使该岩体发生岩爆的外部必要条件，岩爆才会发生。岩爆形成的内、外条件组合一起，形成了岩爆预测的充分必要条件，通过收集国内外多个地下工程实际岩爆资料。分析了影响岩爆发生的主要因素，运用人工神经网络方法，建立了岩爆预测的人工神经网络模型，并根据某地下工程的实测参数，验证了预测模型的可靠性。结果表明，所建立的模型具有较高的预测精度。     

岩爆烈度分级预测的云模型法及其应用

针对深埋引水隧洞岩爆分级预测问题,引入云模型理论建立了基于PPA-正态云的岩爆分级预测模型。在综合分析影响岩爆发生相关因素的基础上,选取了单轴抗压强度与岩石抗拉强度之比、岩石切向应力与单轴抗压强度之比、弹性变形能指数以及岩石脆性指数为本次岩爆分级预测的评价指标体系。根据既定体系确定了相应评价标准,采用投影寻踪分析确定各指标权重,由云模型正向发生器计算各指标的确定度并生成相应的云图,在此基础上给出岩爆分级预测结果。以国内外7个深埋引水隧洞为例建模计算并与其他预测方法计算结果进行比较,表明利用所提出方法可以得出准确的结果。     

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.     

某水电站洞室岩爆的尺寸效应

统计某水电站探洞和交通洞现场典型岩爆特征表明,在基本地质条件相似的情况下,岩爆具有随洞室尺寸的增大而增强的趋势,即岩爆具有尺寸效应.根据围岩条件和应力条件建立岩爆分级判别标准.并运用该标准对比分析了整条交通洞和引水隧洞岩爆的尺寸效应,结果表明,在相同桩号处,在其他岩爆发生条件相似的情况下,引水隧洞的岩爆烈度将比交通洞的提高半个等级.     

基于微震监测的岩爆预报在引水隧洞 施工中的运用

为实现锦屏Ⅱ级水电站引水隧洞和排水隧洞在施工期间可能发生的强烈岩爆的预报,本文制定了基于微震监测技术的岩爆预报方案。首先对微震监测系统收集到的微震信息进行滤波处理和波普分析。然后,根据微震信息进行微震源定位,同时得到微震事件的数量、释放能量、视体积、能量指数等指标。最后,根据这些指标的值及其变化规律并结合现场地质条件预测隧洞发生岩爆的概率和强度。现场岩爆情况与采用该方法的岩爆预报结果对比表明：该预报方法对高强度岩爆具有较高的准确率。     

拉西瓦水电站地下硐室岩爆现象典型实例分析

岩爆是地应力较高地区普遍发生的一种岩体失稳现象，拉西瓦工程位于中高地应力地区，隧洞开挖过程中发生了大量的岩爆现象，从量级来看，多属轻微岩爆，局部段为中等岩爆，对隧洞稳定及安全产生一定影响，采取了有效的防范处理措施。     

雅鲁藏布江峡谷段某深埋隧道岩爆特征分析

拉萨至日喀则铁路以隧道形式穿越雅鲁藏布江峡谷段。受区域地质环境的影响,区段内盆因 拉围岩内构造应力集中,施工过程中岩爆问题突出。在对现场地应力数据和隧道围岩物理力学特性参 数的实验测试的基础上,分析了盆因拉深埋隧道花岗岩、片麻岩和闪长岩围岩体的弹性应变能、强度和 变形脆性系数以及弹性应变能等指标,进而分析了围岩体岩爆倾向。利用ＭＩＤＡＳ有限元软件计算了隧 道洞壁最大切向应力,应用ＲUｓｓｅｎｅｓｓ和Ｂａｒｔｏｎ判据对围岩岩爆强度进行了评判。其中花岗岩具有轻微 —中等岩爆倾向;片麻岩具有中—强岩爆倾向,局部具有轻微岩爆倾向;闪长岩具有强岩爆倾向,局部具 有轻微—中等岩爆倾向。计算结果和施工监测结果一致,研究结论为该区域类似工程施工提供了参考。     

某水电站引水隧洞岩爆可能性判别及预测

新疆某水电站引水隧洞开挖中发生多次应变型零星岩爆,主要表现为劈裂破坏后成层剥落,给工程建设和人员设备安全带来较大威胁。在区域地应力场回归分析的基础上,针对依据现有规范无法得到爆坑深度及对非圆形洞室判断结果存在一定误差的不足,引入了硬脆性岩体破坏预测准则(m-0准则)。在对该准则进行适应性判别后,采用所提方法和规范方法对该水电站引水隧洞剩余洞段岩爆可能性进行了综合判别。结果表明:采用m-0准则可对爆坑深度进行有效预测,剩余洞段岩爆主要以片帮和连续剥落的轻微岩爆为主,局部洞段具有发生中等岩爆和强烈岩爆的可能性。研究结果可用于该工程后续洞段开挖支护设计,另可为类似深埋硬岩工程岩爆可能性判别提供一定的借鉴及参考。     

喀斯特地区水下岩塞爆破的研究──印江岩口特大型山体滑坡应急整治工程水下岩塞爆破设计与分析

印江岩口岩塞属大型深水岩塞，为泄碴、排孔、敞开式岩塞爆破类型，是特大型滑坡抢险救灾工程的技术关键。是我国首次采用的洞室无衬砌、泄水无闸门，岩碴处理无集碴坑或缓冲坑的条件下的岩塞爆破新技术，在喀斯特发育地区成功的应用；采用直径6m的排孔岩塞爆破，超过国内外5m的经验上限值。解决了碎石层及砂卵石层覆盖物下的岩塞爆破技术。爆破首次选用浆状炸药（第三代乳化炸药）。爆破后，预裂孔残孔率接近100％，进水口成型好，泄碴洞室磨蚀轻微，为国内外所罕见，被专家誉为1997年中国关键的一炮。     

再谈水电工程施工中的岩爆

西南地区水力资源丰富,但该地区地应力很高,洞室施工中岩爆发生频繁,如锦屏二级、溪落渡等工程岩爆现象就比较突出。本文在总结岩爆现象及规律的基础上,依托相关研究成果,就岩爆问题作了深入探讨并提出预防与处理对策,旨在为相关工程抢险提供参考。     

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。     

齐热哈塔尔水电站工程深埋隧洞块状岩体岩爆区施工防护措施

以有效解决深埋隧洞工程施工中高地应力作用下的岩爆问题为目标,结合齐热哈塔尔水电站工程深埋引水隧洞的特点,针对不同位置、不同破坏模式的岩爆特点,采用了短进尺控制爆破开挖,配合应力解除爆破开挖、危石清理及高压水冲洗、及时喷射混凝土覆盖岩面、及时实施防岩爆锚固措施(包括快速锚杆、挂网、钢拱架等)和后续实施系统锚杆支护等一系列施工防护措施。结果表明:在板裂破坏与层裂破坏为主的区域,出现因锚杆角度不合适而出现持续破坏一般发生于中等岩爆区;局部应力集中严重的区域存在不规则块状弹射和剥落现象,一般发生于随机锚杆或系统锚杆的支护区;实际施工中应采用打设应力施放孔、在顶拱和掌子面范围内喷水、及时封闭开挖岩面等预防措施。研究成果可供其他地下工程岩爆区的施工防护参考。     

地下硐室岩爆的预测及处理研究

洞室开挖过程中常发生规模大小不一的岩爆,因此合理地评价其开挖过程中岩爆发生的可能性、现场对岩爆的观测、分析研究岩爆的烈度、分布范围以及相应的预测防治处理措施具有重要的工程意义。基于此,首先从岩爆发生的基本条件、岩爆烈度分级标准、隧洞岩爆特点、地质宏观评价的角度对硐室施工过程中岩爆发生的可能性进行了评估;然后,采用较常规的岩爆的现场预测预报方法(主要采用定性方法和工程地质类比法)对该地下硐室岩爆发生的烈度进行了评价;最后提出了相应的防治措施,即施工岩爆处理措施,研究结果对高地应力区及上覆岩层较厚的地区兴建或开挖地下洞室具有重要的参考作用。