抛掷型岩爆机理分析与模拟试验技术.pptVIP

(c) 剧烈岩爆 为了分析岩爆碎块的散落状态，我们把岩爆碎块飞离距离分成几个区间进行统计，把每个区间内的碎块质量求和（用试件质量的百分比表示）作为该区间内中点的质量 M，用该区间中点至试件表面的距离作为碎块抛掷水平距离 S，用试件的高度中点至地面的距离，作为碎块降落高度 H。 根据上述数据就可计算出岩爆碎块质量分布及其平均动能等数据统计表，见表1。 4.3 岩爆碎块飞离状态统计规律 （1）岩爆碎块飞离状态统计表 从表中看到，岩爆烈度与试件动的能大小、碎块质量的多少和飞离距离的远近均成正比关系。 试验 序号 岩爆 烈度 评价 试件总 质量 岩爆 质量 百分比 岩爆碎块在不同区间的质量分布 /g 岩爆 动能 /J 0.3-1.0m 1.0-2.0m 2.0-4.0m 4.0-6.0m 1 轻度 岩爆 8920 40.1% 2055.04 1345.16 137.00 39.00 38.92 2 中等 岩爆 8590 44% 1355.6 502.5 1574.4 337.0 154.96 3 剧烈 岩爆 8400 63.5% 2395.9 1043.6 874.8 1018.0 268.04 表1 岩爆碎块飞离状态统计表 （2） 岩爆碎块质量分布柱状图，见图4-2。 图4-2 碎块质量分布柱状图 （b）中等岩爆 （c）剧烈岩爆 （a）轻度岩爆 从图中看到，一般情况下，大部分碎块质量都落在试件附近，0.3～1m范围内。但也有例外，如图4-2b,中，大部分质量分布在2～4m 范围内。产生这种现象的原因尚待分析。 图4-3 岩爆碎块质量大小比例柱状图 （3）岩爆碎块质量大小比例柱状图，见图4-3。 （c）剧烈岩爆 （a）轻度岩爆 （b）中等岩爆 从图中看到，岩爆烈度低的，大质量岩爆碎块所占比例高，如图4-3a中300g以上的占70%多。岩爆烈度高的，小质量的岩爆碎块所占比例高，如图4-3c中，50g以下的占56%以上。而中等岩爆烈度的，小质量的岩块占45%，大质量的岩块占33%，中等质量的岩块占22%。 结 语 本文对抛掷型岩爆机理在前人分析的基础上，又提出了四点新认识。对岩爆机理模拟试验技术做了分析，并提出了新的试验方法，研发了两套新的试验装置，开展了相应的试验工作。从试验结果来看，我们研制的试验装置和试验技术都能较好地满足抛掷型岩爆模拟试验要求。 但由于岩爆问题本身的复杂性，以及我们自身的能力、经验、水平所限，文中不妥、不当之处在所难免，欢迎批评指正。 * 总参工程兵科研三所 2013年8月 哈尔滨 前 言 1 对抛掷型岩爆机理的新认识 2 对抛掷型岩爆机理模拟试验技术的分析与建议 3 对抛掷型岩爆机理模拟试验装置的研发 4 新装置岩爆试件模拟试验概况 结 语 汇报提纲 前 言 岩爆是在高地应力地区硬岩隧洞施工中经常发生的一种动力地质灾害。因为岩爆发生时会有大量岩块飞出，往往会给人员、设备造成重大灾害（见图），所以岩爆问题倍受人们关注。下面是锦屏二级水电站在隧洞施工中的岩爆现象。 锦屏二级水电站引水隧洞施工中岩爆破坏景象 锦屏二级水电站排水洞施工中岩爆破坏景象 尽管国内外学者对岩爆问题进行了多方面的研究，也取得了不少成果，但目前仍有不少问题，如岩爆机理、岩爆定义、岩爆类型等都还没有统一的认识，尚待研究解决。 我们也按目前对岩爆机理的认识设计加工了一套试验装置。该装置对岩爆影响因素考虑的比较全，如初始地应力场的影响，开挖效应、时空效应、岩体特征等影响都做了考虑。但在试验中发现岩爆试件只产生静力型破坏，未产生抛掷型岩爆。 上述现象促使我们对岩爆机理和模拟试验技术进行了深入思考，认识到目前我们对岩爆机理的认识上还不够全面，在试验研究方法上还存在缺陷。 我们结合抛掷型岩爆的特点（因为抛掷型岩爆具有岩爆的典型特征：有声响，有抛掷现象等），对其机理进行了深入分析，有了新的认识。在此基础上，研制出新的试验装置，开展了新的试验。在试验中较好地实现了抛掷型岩爆现象。 为了交流经验，促进这项事业的发展，我向大家做一简要汇报，有不合适的地方，欢迎批评指正！ 前人对岩爆机理已经做了较多的研究。我们是在前人研究的基础上，针对抛掷型岩爆的特点，再谈点新认识。共有四点： 1 对抛掷型岩爆机理的新认识 （1）在岩爆应力判据中给出的围岩应力σθ/Rc=0.3～0.7的条 件下就可发生岩爆，甚至可发