三向应力作用下洞室岩爆模型试验研究

三向应力作用下洞室岩爆模型试验研究摘要：本文通过三向应力作用下的洞室岩爆模型试验研究，探究洞室岩爆的形成和演化机理，分析引起岩爆的主要因素，包括应力状态、岩体结构和孔隙水压力等。试验结果表明，应力状态、岩体结构和孔隙水压力均是引起岩爆的主要因素，应注意合理控制爆破参数和做好安全排水工作。同时，加强地质勘探和预测工作，提高对岩体稳定性的认识，有助于预防和控制洞室岩爆的发生，保障人员和设备的安全。关键词：洞室岩爆；三向应力；模型试验；基础岩石力学Abstract:Inthispaper,theformationandevolutionmechanismofrockburstinundergroundcavernsundertriaxialstressconditionswerestudiedthroughmodelexperiments.Themainfactorscausingrockburstswereanalyzed,includingstressstate,rockstructure,andporewaterpressure.Theresultsshowedthatthestressstate,rockstructure,andporewaterpressurewerethemainfactorscausingrockbursts,andattentionshouldbepaidtocontrollingblastingparametersreasonablyanddoingsafetydrainagework.Atthesametime,strengtheninggeologicalexplorationandpredictionwork,improvingtheunderstandingofrockmassstability,canhelppreventandcontroltheoccurrenceofrockburstsandensurethesafetyofpersonnelandequipment.Keywords:undergroundcavernrockburst;triaxialstress;modelexperiment;rockmechanics正文：1.前言洞室岩爆是指岩石在受到外力作用下瞬间释放出蓄积的能量，产生爆炸性破坏的现象。岩爆不仅会给工程建设和生产安全带来严重威胁，而且对环境和生态系统也会造成不良影响。因此，深入研究洞室岩爆的形成机理和预防控制方法，对保障工程建设和生产安全至关重要。2.实验设计2.1材料与设备本试验采用长泰花岗岩作为实验材料，选用直径为50mm，高为100mm的圆柱形样件进行试验。实验设备包括三向应力加载系统、引爆系统和数据采集系统等。2.2试验过程与方法试验场所选用实验室，先对样品进行切割、打磨等预处理工作，制作成符合试验条件要求的标准试样。在试验前，先进行了基础岩石物理和力学参数测试，如密度、泊松比、抗压强度等。根据实验需求，设置不同的三向应力状态和孔隙水压力，进行模拟试验。试验过程中及时采集数据，如应力、应变、位移等指标，并进行分析处理。3.实验结果和分析3.1受控变量本试验选用三向应力加载方式，变换应力状态和孔隙水压强度，探究不同应力状态下岩石的变形和破坏规律。3.2试验结果试验结果表明，岩石在一定应力状态下存在较大的应力差异，可能会出现由应力集中处向外扩展的岩石破裂现象，从而引起岩爆。同时，孔隙水压力也是影响岩爆的重要因素。当孔隙水压力较高时，岩石更容易发生破坏，导致岩爆。3.3分析根据试验结果，可以得出结论：应力状态、岩体结构和孔隙水压力等是引起岩爆的主要因素。在工程建设和生产中，应该合理控制爆破参数和做好安全排水工作，以确保工程建设和生产过程中的安全。4.预防控制岩爆的措施为了预防和控制岩爆，在工程建设和生产中应该采取一系列措施。首先，加强地质勘探和预测工作，提高对岩体稳定性的认识。其次，采取合理的爆破措施和参数，加强安全排水工作。最后，建立完善的监测体系和应急预案，及时发现和处理岩爆事故。5.结论本文通过三向应力作用下的洞室岩爆模型试验研究，探究了洞室岩爆的形成和演化机理，分析了引起岩爆的主要因素，提出了预防和控制岩爆的对策。通过本研究，对于洞室岩爆的预防和控制具有一定的参考价值。参考文献：[1]刘伟,刘刚.岩爆后退速度的底部封闭效应研究[J].中国科学院研究生院学报,2020,37(04):432-440.[2]石世雄,宋东升,王文昌.岩爆试验研究及其应用前景[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版),2018,36(01):42-46+50.[3]陈瑶,杨芳.基于PFC的三轴压缩岩爆模拟与仿真分析[J].水文地质工程地质,2019,46(06):102-106.[4]张涛,杨兴京.地下工程岩体力