基于岩石蠕变试验的时滞型岩爆孕育机理研究
发布时间：2022-09-24 21:04
岩爆是指围岩因开挖扰动而造成内部弹性应变能突发性地极剧释放,进而造成松脱、剥落、弹射甚至抛掷的动力失稳现象。岩爆按发生时间可分为时滞型岩爆和即时型岩爆。其中,时滞型岩爆由于发生在围岩开挖完成后的数小时至数十小时,对施工人员及施工设备的威胁更大。本文以某抽水蓄能电站地下厂房处新鲜花岗岩为试验对象,首先确定了判定岩石卸载点的方法,并对试验用花岗岩的岩爆倾向性进行了判定。然后,分析了长期荷载作用下花岗岩的蠕变特性,并利用细菌觅食法对蠕变试验采用广义开尔文模型和饱依丁-汤姆逊模型进行参数反演分析。最后,对时滞型岩爆的孕育机理进行了研究。具体成果如下:（1）岩爆倾向性指数Wet需要将岩石加载至临近峰值强度而后卸载,而岩石的峰值强度在试验前难以确定,故导致岩石的卸载点难以确定。针对这一难题,通过单轴压缩试验,对比分析了岩石的裂纹损伤应力和声发射平静期的末期应力,发现二者均位于岩石破坏前的能量积累阶段,且均为岩石峰值强度的80%以上。但现有的试验仪器一般难以自动显示和监测岩石的体积应变,故认为可以利用声发射监测的手段进行岩石卸载点的判定。同时,室内试验和现场微震监测表明,该地下...
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题依据及研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 岩爆倾向性评价指标
1.2.2 硬岩卸荷流变特性及岩爆机理
1.2.3 岩石试验的声发射监测
1.2.4 岩石蠕变方程的参数反演分析
1.3 研究内容、技术路线及创新点
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
1.3.3 创新点
第二章 岩石卸载点的判定方法及岩石蠕变理论
2.1 岩石卸载点的判定方法
2.2 岩石声发射监测
2.2.1 声发射信号参数
2.2.2 声发射定位
2.3 岩石蠕变模型及反演分析方法
2.3.1 岩石蠕变模型
2.3.2 常见的智能优化算法
2.3.3 细菌觅食算法
2.4 本章小结
第三章 基于声发射监测的岩石卸载点判定方法研究
3.1 试验准备
3.1.1 试验方案
3.1.2 工程地质条件
3.1.3 试验设备
3.2 岩石卸载点的判定方法
3.2.1 单轴抗压强度
3.2.2 变形规律
3.2.3 声发射活动规律
3.2.4 卸载点的判定方法
3.3 岩爆倾向性判定
3.4 本章小结
第四章 花岗岩的蠕变特性及蠕变参数反演分析
4.1 单轴加载蠕变试验
4.1.1 试验方案
4.1.2 变形规律
4.2 三轴卸围压蠕变试验
4.2.1 试验方案
4.2.2 变形规律
4.3 参数反演分析
4.3.1 蠕变模型
4.3.2 反演参数
4.3.3 反演结果
4.4 本章小结
第五章 基于岩石蠕变试验的时滞型岩爆孕育机理研究
5.1 单轴加载蠕变试验
5.1.1 声发射活动规律
5.1.2 微裂隙扩散规律
5.2 三轴卸围压蠕变试验
5.3 时滞型岩爆孕育机理
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
附录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]岩爆倾向性指标及其相互关系探讨[J]. 张传庆,卢景景,陈珺,周辉,杨凡杰. 岩土力学. 2017(05)
[2]二长花岗岩三轴加卸载过程中声发射特征分析[J]. 周煜,纪洪广,张月征,侯昭飞,向鹏. 地下空间与工程学报. 2017(02)
[3]不同加载条件下花岗岩声发射特征及其岩爆倾向性研究[J]. 刘亚运,苗胜军,郝欣,王子木. 中国矿业. 2016(S1)
[4]基于岩体开挖卸荷效应的岩爆机理研究[J]. 汪洋,尹健民,李永松,周春华,艾凯. 长江科学院院报. 2014(11)
[5]不同应力路径下岩石卸荷破坏过程的变形特性与能量耗散分析[J]. 张楚旋,戴兵,吴秋红. 中国安全生产科学技术. 2014(10)
[6]不同卸载速率下岩爆破坏特征试验分析[J]. 何满潮,赵菲,杜帅,郑茂炯. 岩土力学. 2014(10)
[7]基于微震监测的锦屏二级水电站深埋隧洞岩爆孕育过程分析[J]. 于群,唐春安,李连崇,李鸿,程关文. 岩土工程学报. 2014(12)
[8]花岗岩破裂过程中声波与声发射变化特征试验研究[J]. 李浩然,杨春和,刘玉刚,陈锋,马洪岭,王兵武. 岩土工程学报. 2014(10)
[9]基于三轴压缩声发射试验的岩石损伤特征研究[J]. 杨永杰,王德超,郭明福,李博. 岩石力学与工程学报. 2014(01)
[10]深部花岗闪长岩破坏过程声发射及特征应力特性试验研究[J]. 乔兰,王旭,李远. 岩石力学与工程学报. 2014(S1)
博士论文
[1]深埋隧洞岩爆孕育过程及预警方法研究[D]. 于群.大连理工大学 2016
[2]细菌觅食优化算法的改进及应用研究[D]. 胡洁.武汉理工大学 2012
硕士论文
[1]引汉济渭工程秦岭引水隧洞岩爆发生机理研究[D]. 张鹏.西南交通大学 2018
本文编号：3680863
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题依据及研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 岩爆倾向性评价指标
1.2.2 硬岩卸荷流变特性及岩爆机理
1.2.3 岩石试验的声发射监测
1.2.4 岩石蠕变方程的参数反演分析
1.3 研究内容、技术路线及创新点
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
1.3.3 创新点
第二章 岩石卸载点的判定方法及岩石蠕变理论
2.1 岩石卸载点的判定方法
2.2 岩石声发射监测
2.2.1 声发射信号参数
2.2.2 声发射定位
2.3 岩石蠕变模型及反演分析方法
2.3.1 岩石蠕变模型
2.3.2 常见的智能优化算法
2.3.3 细菌觅食算法
2.4 本章小结
第三章 基于声发射监测的岩石卸载点判定方法研究
3.1 试验准备
3.1.1 试验方案
3.1.2 工程地质条件
3.1.3 试验设备
3.2 岩石卸载点的判定方法
3.2.1 单轴抗压强度
3.2.2 变形规律
3.2.3 声发射活动规律
3.2.4 卸载点的判定方法
3.3 岩爆倾向性判定
3.4 本章小结
第四章 花岗岩的蠕变特性及蠕变参数反演分析
4.1 单轴加载蠕变试验
4.1.1 试验方案
4.1.2 变形规律
4.2 三轴卸围压蠕变试验
4.2.1 试验方案
4.2.2 变形规律
4.3 参数反演分析
4.3.1 蠕变模型
4.3.2 反演参数
4.3.3 反演结果
4.4 本章小结
第五章 基于岩石蠕变试验的时滞型岩爆孕育机理研究
5.1 单轴加载蠕变试验
5.1.1 声发射活动规律
5.1.2 微裂隙扩散规律
5.2 三轴卸围压蠕变试验
5.3 时滞型岩爆孕育机理
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
附录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]岩爆倾向性指标及其相互关系探讨[J]. 张传庆,卢景景,陈珺,周辉,杨凡杰. 岩土力学. 2017(05)
[2]二长花岗岩三轴加卸载过程中声发射特征分析[J]. 周煜,纪洪广,张月征,侯昭飞,向鹏. 地下空间与工程学报. 2017(02)
[3]不同加载条件下花岗岩声发射特征及其岩爆倾向性研究[J]. 刘亚运,苗胜军,郝欣,王子木. 中国矿业. 2016(S1)
[4]基于岩体开挖卸荷效应的岩爆机理研究[J]. 汪洋,尹健民,李永松,周春华,艾凯. 长江科学院院报. 2014(11)
[5]不同应力路径下岩石卸荷破坏过程的变形特性与能量耗散分析[J]. 张楚旋,戴兵,吴秋红. 中国安全生产科学技术. 2014(10)
[6]不同卸载速率下岩爆破坏特征试验分析[J]. 何满潮,赵菲,杜帅,郑茂炯. 岩土力学. 2014(10)
[7]基于微震监测的锦屏二级水电站深埋隧洞岩爆孕育过程分析[J]. 于群,唐春安,李连崇,李鸿,程关文. 岩土工程学报. 2014(12)
[8]花岗岩破裂过程中声波与声发射变化特征试验研究[J]. 李浩然,杨春和,刘玉刚,陈锋,马洪岭,王兵武. 岩土工程学报. 2014(10)
[9]基于三轴压缩声发射试验的岩石损伤特征研究[J]. 杨永杰,王德超,郭明福,李博. 岩石力学与工程学报. 2014(01)
[10]深部花岗闪长岩破坏过程声发射及特征应力特性试验研究[J]. 乔兰,王旭,李远. 岩石力学与工程学报. 2014(S1)
博士论文
[1]深埋隧洞岩爆孕育过程及预警方法研究[D]. 于群.大连理工大学 2016
[2]细菌觅食优化算法的改进及应用研究[D]. 胡洁.武汉理工大学 2012
硕士论文
[1]引汉济渭工程秦岭引水隧洞岩爆发生机理研究[D]. 张鹏.西南交通大学 2018
本文编号：3680863
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