巖爆是高地應(yīng)力條件下的動態(tài)過程,能量的快速釋放導(dǎo)致巖石自發(fā)爆炸。這可能導(dǎo)致設(shè)備損壞、人員傷亡和施工延誤,是一種具有破壞性極大的工程地質(zhì)災(zāi)害,給實際工程帶來嚴重損失。隨著我國基礎(chǔ)工程的不斷推進,尤其是地下空間的不斷發(fā)展以及采礦工程的不斷深入,在可見的未來,我國的巖爆預(yù)防與控制問題將越來越突出,成為深部地下空間工程地質(zhì)災(zāi)害防治領(lǐng)域的重要課題。巖爆傾向性預(yù)測是防控巖爆災(zāi)害的重要基礎(chǔ)。根據(jù)預(yù)測的結(jié)果對工程及時反饋并采取安全防護對策,減少或避免巖爆災(zāi)害帶來的損失,這對于地下空間工程的建設(shè)及深部礦石開采具有重要的理論意義與實用價值。但由于巖爆的復(fù)雜機理和眾多分類標準,這導(dǎo)致它們成為深層地下建筑和采礦工程中極為棘手的問題。在當前實踐中,普遍采用多種巖爆評估標準,其中包括了發(fā)生在巖爆中的各種內(nèi)、外在因素,并在巖爆預(yù)測中發(fā)揮了重要作用。巖爆預(yù)測主要分為兩類:長期預(yù)測和短期預(yù)測。長期預(yù)測的主要目標是在工程項目的初始階段為決策提供指導(dǎo),而短期預(yù)測的主要目標是預(yù)測巖爆發(fā)生的詳細時間和具體位置。本文主要考慮的是長期巖爆預(yù)測,在前人的研究基礎(chǔ)上,總結(jié)了大量的工程實際成果應(yīng)用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中,并結(jié)合實際工程經(jīng)驗對其... 

【文章來源】：湘潭大學湖南省

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

引漢濟渭工程秦嶺引水隧洞巖爆破壞現(xiàn)場[5]

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的巖爆預(yù)測方法研究2(a)拱頂以及拱部巖爆(b)拱部巖爆圖1.1引漢濟渭工程秦嶺引水隧洞巖爆破壞現(xiàn)場[5]如果能在實際地下工程中對可能即將發(fā)生的巖爆進行合理、及時的預(yù)報并且對相應(yīng)的巖爆烈度有針對性地采取防治措施，就可以減少或者杜絕人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此展開巖爆預(yù)測的研究具有十分重要的意義。(a)拱頂巖塊崩出(b)邊墻豎向巖層擠壓崩出圖1.2甘姆奇克鐵路隧道巖爆破壞現(xiàn)場[6]1.2巖爆的研究現(xiàn)狀1.2.1巖爆一般特征與產(chǎn)生機制由于巖爆是一種非常復(fù)雜的動力現(xiàn)象，所以至今為止人們對于地下工程中巖爆的形成條件及機理還沒有一個統(tǒng)一的認識。但主要影響因素有巖石的巖性、地應(yīng)力、巖體結(jié)構(gòu)、埋深、地下水、施工開挖方式。從煤礦的開采環(huán)境來分析，由于采礦深度的增加將會導(dǎo)致煤層頂?shù)装鍓毫Φ脑龃�，尤其是掌子面附近的頂、底板移近量的急劇增大，對煤層的夾持作用越加明顯，十分有利于煤層中彈性勢能的聚集。另外，由于煤層自身的物理力學性能也將會發(fā)生明顯的改

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的巖爆預(yù)測方法研究4在這里應(yīng)該指出的是，無論是一次性巖爆，還是由于多次應(yīng)力調(diào)整所發(fā)生的多發(fā)性巖爆，這三個階段所構(gòu)成的漸進破壞過程都是十分短促的。在這三個巖爆破壞階段的時序以及空間關(guān)系上是由洞壁向里依次重復(fù)重迭發(fā)生，如圖1.5所示。C劈開B剪斷A彈射圖1.5天生橋巖爆漸進破壞過程時序關(guān)系示意圖[10]徐林生等人[11]將斷面洞壁切向應(yīng)力和巖石單軸抗壓強度c的比值c作巖爆等級判據(jù)，在經(jīng)過現(xiàn)場測試川藏公路二郎山隧道段后研究得出巖爆形成力學機制大體上至少可以歸納為壓致拉裂、壓致剪切拉裂以及彎曲鼓折（潰屈）等3種基本類型，也可以同時以多種組合方式出現(xiàn)。而劉翌晨[12]在經(jīng)過室內(nèi)巖爆模擬過程中發(fā)現(xiàn)，在不同圍壓下，巖石發(fā)生巖爆時的最大主應(yīng)力及破壞程度有所差別：圍壓較小或較大時，更容易發(fā)生巖爆破壞；圍壓在一定范圍內(nèi)時試樣更加穩(wěn)定，但發(fā)生巖爆時，破壞程度更加嚴重。而楊淑清[13]通過建立天生橋二級水電站引水隧洞相似材料巖爆機制物理模擬試驗，最后得出在天生橋隧洞中，由巖爆造成的圍巖破壞有2種機制，它們是2種應(yīng)力水平的產(chǎn)物，即劈裂破壞與剪切破壞，其中劈裂破壞屬脆性斷裂，而剪切破壞則是巖石應(yīng)力達到峰值時的極限狀態(tài)。前者形成的破壞面與孔口邊界平行，而后者與孔口邊界斜交，呈對數(shù)螺旋形。綜上所述，由于巖爆是極為復(fù)雜的動力失穩(wěn)現(xiàn)象，實際上由于大埋深產(chǎn)生的高地溫問題及過水后水壓等因素對巖石性質(zhì)的影響也是不可忽視的。因此，到目前為止，關(guān)于巖爆的形成機制還沒能形成統(tǒng)一。1.2.2巖爆分類及主要依據(jù)巖爆預(yù)測和防治的基本依據(jù)是巖爆的分類。需要注意的是，巖爆分類主要根據(jù)彈性應(yīng)變能的儲存與釋放特征、應(yīng)力作用方式以及破壞形式進行[14]。而巖爆烈度分級主要是指巖爆發(fā)生的強烈

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3617090