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Excavation-induced microseismicity and rockburst occurrence:Similarities and differences between deep parallel tunnels with alternating soft-hard strata

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Journal of Central South University 2021年第2期28卷 582-594页

作者： FENG Guang-liang CHEN Bing-rui JIANG Quan xiao ya-xun NIU Wen-jing LI Peng-xiang State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering Institute of Rock and Soil MechanicsChinese Academy of SciencesWuhan 430071China Guangxi Key Laboratory of Disaster Prevention and Engineering Safety Guangxi UniversityNanning 530000China Key Laboratory of Ministry of Education of Safe Mining of Deep Metal Mines Northeastern UniversityShenyang 110819China

Excavation-induced microseismicity and rockburst occurrence in deep underground projects provide invaluable information that can be used to warn rockburst occurrence,facilitate rockburst mitigation procedures,and analyze the mechanisms responsible for their *** on the deep parallel tunnels with the maximum depth of 1890 m created as part of the Neelum–Jhelum hydropower project in Pakistan,similarities and differences on excavation-induced microseismicity and rockburst occurrence between parallel tunnels with soft and hard alternant strata are *** show that a large number of microseismic(MS)events occurred in each of the parallel tunnels during *** occurred most frequently in certain local sections of the two *** differences are found in the excavation-induced microseismicity(spatial distribution and number of MS events,distribution of MS energy,and pattern of microseismicity variation)and rockbursts characteristics(the number and the spatial distribution)between the parallel *** to predict the microseismicity and rockburst intensities likely to be encountered in subsequent tunnel based on the activity encountered when the parallel tunnel was previously excavated will not be an easy or accurate procedure in deep tunnel projects involving complex lithological conditions.

关键词： microseismicity rockburst soft and hard alternant strata deep parallel tunnels Neelum–Jhelum hydropower project

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不同开挖方式下深埋隧洞微震特性与岩爆风险分析

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岩土工程学报 2016年第5期38卷 867-876页

作者：赵周能冯夏庭肖亚勋丰光亮西南科技大学环境与资源学院四川绵阳621010 东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110004 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071

在分析钻爆法和TBM法开挖下围岩应力状态的基础上,基于锦屏二级水电站深埋隧洞微震监测数据,对比研究了钻爆法和TBM法开挖条件下深埋隧洞的微震特性及岩爆风险。结果表明:1钻爆法开挖引起的围岩应力集中距洞壁较远,形成的应力梯度较小;... 详细信息

在分析钻爆法和TBM法开挖下围岩应力状态的基础上,基于锦屏二级水电站深埋隧洞微震监测数据,对比研究了钻爆法和TBM法开挖条件下深埋隧洞的微震特性及岩爆风险。结果表明:1钻爆法开挖引起的围岩应力集中距洞壁较远,形成的应力梯度较小;而TBM法开挖引起的围岩应力集中临近洞壁,形成的应力梯度较大。2钻爆法开挖时围岩应变能主要集中在爆破后数小时,尤其是在1 h内释放,而TBM法以连续的方式开挖卸载,剧烈的能量释放伴随着施工全过程。3TBM法开挖导致的事件震级及震源破裂尺度均比钻爆法开挖引起的大。4钻爆法开挖时,围岩积聚的应变能大多以岩体破裂的形式耗散,以岩爆形式显现的较少;而TBM法开挖时,围岩应变能常逐次释放,导致事件频繁发生,而且部分应变能以岩爆形式显现,一般地,同一小范围内常多次发生轻微岩爆,高等级岩爆孕育过程中常伴有低等级岩爆,如中等岩爆发生前伴有轻微岩爆,强烈岩爆孕育过程中伴有轻微和(或)中等岩爆,以此类推。综合上述研究结果认为,在具有强岩爆风险的深埋隧洞中,就防治岩爆而言,钻爆法优于TBM法。

关键词：深埋隧洞微震岩爆钻爆法 TBM

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深埋隧洞即时型岩爆孕育过程的频谱演化特征

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岩土力学 2015年第4期36卷 1127-1134页

作者：肖亚勋冯夏庭陈炳瑞丰光亮中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071

岩爆孕育过程中所记录的微震事件波形本身就包含着丰富的前兆信息。基于深埋隧洞微震波的衰减特征,修正了最大有效振幅,将相对有效振幅和最大有效频率作为频谱分析参数。TBM和钻爆法不同开挖方式下诱发的即时型岩爆孕育过程的频谱演化... 详细信息

岩爆孕育过程中所记录的微震事件波形本身就包含着丰富的前兆信息。基于深埋隧洞微震波的衰减特征,修正了最大有效振幅,将相对有效振幅和最大有效频率作为频谱分析参数。TBM和钻爆法不同开挖方式下诱发的即时型岩爆孕育过程的频谱演化特征基本一致,有如下特征：（1）无岩爆发生时,每日最大释放能量微震事件频谱对应的相对有效振幅的量级为10-6m/s及以下,而最大有效频率则多大于300 Hz;（2）中等岩爆发生前,相对有效振幅的量级维持在10-5m/s,最大有效频率则介于200~300 Hz;（3）强烈岩爆发生前,微震事件对应相对有效振幅的量级增长并保持在10-4m/s,最大有效频率则基本在200 Hz以下;（4）对于一个完整的即时型岩爆孕育过程,当岩爆发生时,相对有效振幅增至最大,同时最大有效频率降至最低。微震信号的频谱演化特征可为即时型岩爆发生时间及等级的预警提供参考和依据。

关键词：深埋隧洞即时型岩爆频谱特征隧道掘进机钻爆法预警

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加锚岩体流变特性及锚固控制机制分析

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岩土力学 2012年第6期33卷 1730-1734页

作者：赵同彬谭云亮刘姗姗肖亚勋山东科技大学资源与环境工程学院山东青岛266510 煤炭资源与安全开采国家重点实验室(中国矿业大学) 北京100083 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071

通过室内蠕变试验和理论分析,对加锚改善岩石流变力学特性进行了研究,并探讨了锚固控制岩石流变的力学机制。采用RLJW-2000型流变试验机,对红砂岩及其加锚试件进行分级加载(100 h以上)单轴压缩试验,结果表明,加锚后岩石的流变应力阀值... 详细信息

通过室内蠕变试验和理论分析,对加锚改善岩石流变力学特性进行了研究,并探讨了锚固控制岩石流变的力学机制。采用RLJW-2000型流变试验机,对红砂岩及其加锚试件进行分级加载(100 h以上)单轴压缩试验,结果表明,加锚后岩石的流变应力阀值提高了20%～30%c,且不同应力水平流变量均能得到一定控制,加锚使试件的长期强度增加了5%～10%c。此外,基于整体协调变形原理,建立了加锚体流变本构方程,推导出了一维B-K模型解答,算例分析表明,锚杆密度越大,对岩石流变控制效果越好,得出锚杆等效刚度是约束岩石流变的主导因素,但从技术经济角度考虑,锚杆支护密度与岩石流变参数之间存在一个合理的匹配区间。研究结果对长期使用的岩体工程锚固支护设计提供了理论依据。

关键词：加锚岩石流变特性本构模型锚固机制

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深部岩体隧洞即时型岩爆微震震源体积的分形特征研究

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岩土工程学报 2017年第12期39卷 2173-2179页

作者：于洋冯夏庭陈炳瑞肖亚勋丰光亮华东交通大学江西省岩土工程基础设施安全与控制重点实验室江西南昌330013 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071

根据即时型岩爆孕育及发生过程中微震信息的自相似性,提出了一种震源体积的分形计算方法。运用上述方法,基于锦屏二级水电站施工排水洞及4条引水隧洞施工过程中的大量不同类型、等级的即时型岩爆案例,展开微震事件震源体积分布的分形行... 详细信息

根据即时型岩爆孕育及发生过程中微震信息的自相似性,提出了一种震源体积的分形计算方法。运用上述方法,基于锦屏二级水电站施工排水洞及4条引水隧洞施工过程中的大量不同类型、等级的即时型岩爆案例,展开微震事件震源体积分布的分形行为研究。研究结果表明:即时型岩爆孕育及发生过程中的微震信息震源体积分布是具有分形结构的;即时性应变型岩爆体积分形维数大于0.7,即时性应变–结构面滑移型岩爆体积分形维数小于0.6,这意味着根据微震事件体积分形维数可以对即时性岩爆的类型进行区分;对于即时型岩爆来说,岩爆等级越强则微震体积分形维数值越大;对于即时性应变–结构面滑移型岩爆,结构面数越多则震源体积分形维数值越小。上述研究结果可以为高地应力条件下不同类型岩爆的预测与防治提供合理的科学依据。

关键词：即时型岩爆水电站微震事件震源体积分形维数

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岩爆刚度理论:研究进展与趋势

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Journal of Central South University 2023年第12期30卷 4230-4251页

作者：肖亚勋万荣基丰光亮赵同彬尹延春 State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering Institute of Rock and Soil MechanicsChinese Academy of SciencesWuhan 430071China College of Energy and Mining Engineering Shandong University of Science and TechnologyQingdao 266590China

岩爆刚度理论基于刚度差判断岩爆的剧烈程度,在认识和防控岩爆方面有着至关重要的作用。刚度理论作为基础理论,广泛应用于矿山和深埋隧道等岩石力学领域,并以此延伸,形成了许多新型理论。本文从理论推导、室内试验以及现场应用多角度系... 详细信息

岩爆刚度理论基于刚度差判断岩爆的剧烈程度,在认识和防控岩爆方面有着至关重要的作用。刚度理论作为基础理论,广泛应用于矿山和深埋隧道等岩石力学领域,并以此延伸,形成了许多新型理论。本文从理论推导、室内试验以及现场应用多角度系统阐释了岩爆刚度理论的发展历程、应用现状和应用领域。分析总结了刚度理论中的重难点问题,着重阐释了刚度确认方法、峰后斜率影响规律以及岩爆判据研究三方面问题。发现现阶段刚度理论在刚度确定、岩爆孕育过程刚度变化、预测岩爆等级适应性等方面存在不足。基于此,提出了岩爆刚度理论需要深度研究的两个方向——针对岩爆烈度判别的刚度理论判据以及“爆体—围岩”刚度对岩爆时空特征、等级与机制的影响规律。

关键词：岩爆刚度理论刚性试验系统模型判据

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挡土墙库仑土压力的遗传算法求解分析

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岩土力学 2009年第4期30卷 1170-1174页

作者：赵同彬谭云亮王虹孙振武肖亚勋山东科技大学矿山灾害预防控制教育部重点实验室青岛266510 山东科技大学资源与环境工程学院青岛266510 山东科技大学研究生教育学院青岛266510

在对破裂面上滑动土体静力极限平衡分析的基础上,建立了基于优化方法求解无黏性土、黏性土库仑土压力的自变量取值区间和目标函数模型,并采用遗传进化方法进行了实例求解分析。研究结果表明,遗传算法在计算挡土墙库仑主动土压力的过程中... 详细信息

在对破裂面上滑动土体静力极限平衡分析的基础上,建立了基于优化方法求解无黏性土、黏性土库仑土压力的自变量取值区间和目标函数模型,并采用遗传进化方法进行了实例求解分析。研究结果表明,遗传算法在计算挡土墙库仑主动土压力的过程中,收敛速度快、用时短,并具有较高的计算精度。算例1中5组无黏性土挡土墙的主动土压力的计算结果与经典库仑解析解非常接近,平均误差为1.748%,平均进化代数为15代。算例2中8组黏性土挡土墙的主动土压力计算结果与文献的解答非常吻合,平均误差仅为0.017%,平均进化代数为17.125代。遗传算法具有良好的适应性和强大的搜索性能,非常适合求解岩土工程优化问题。

关键词：库仑土压力遗传算法优化求解目标函数

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深埋隧洞不同开挖方式下即时型岩爆微震信息特征及能量分形研究

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岩土力学 2013年第9期34卷 2622-2628页

作者：于洋冯夏庭陈炳瑞肖亚勋丰光亮李清鹏东北大学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室沈阳110819 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071

基于锦屏二级水电站深埋隧洞钻爆法及隧道掘进机(TBM)开挖过程中大量微震监测数据及不同等级的岩爆案例,对不同开挖方式下即时型岩爆的孕育及发生过程的能量释放展开研究,并运用分形几何原理研究微震能量分布的变化规律,得到以下结论:(1... 详细信息

基于锦屏二级水电站深埋隧洞钻爆法及隧道掘进机(TBM)开挖过程中大量微震监测数据及不同等级的岩爆案例,对不同开挖方式下即时型岩爆的孕育及发生过程的能量释放展开研究,并运用分形几何原理研究微震能量分布的变化规律,得到以下结论:(1)即时型岩爆的孕育及发生过程中,岩爆区围岩岩体处于破坏加速集聚并不断扩展的过程;(2)钻爆法开挖过程中储存在岩体内的弹性应变能消耗于岩体破裂过程大于TBM开挖,而转化为岩体动能小于TBM开挖;(3)钻爆法开挖微震能量分形维度在即时型岩爆的孕育过程不断增加,岩爆临近前会增加到某个临界值以上;(4)TBM开挖即时型高等级岩爆能量分形维度值大于钻爆法开挖,并且其分形维度值可以反映低等级岩爆伴随发生的特征。

关键词：钻爆法即时型岩爆微震事件能量分形分形维度

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Tumor inflammation-specific self-amplifying fluorescent molecular probes induce an anti-tumor immune response

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Science China Chemistry 2025年第1期68卷 273-287页

作者： Shuguang yang Lijun Hu Hong xiao Zecong xiao Xintao Shuai PCFM Lab of Ministry of Education School of Materials Science and Engineering Sun Yat-sen University Department of Ultrasound The Fifth Affiliated Hospital Sun Yat-sen University Department of Medical Ultrasound The Third Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University Nanomedicine Research Center The Third Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University

Enhancing the concentration of exogenous molecular drugs within the tumor microenvironment through enzyme-catalyzed polymerization presents a novel strategy for cancer therapy. Nonetheless, the optimization of the catalytic efficiency is often impeded by the inefficient expression of enzymes. Herein, we reported a self-amplifying fluorescent molecular probe, Bis-HTPICG, for photodynamic therapy(PDT) and subsequent PDT-induced immunoreaction. The Bis-HTP-ICG probe possesses a noticeable enzyme-catalyzed polymerization facilitated by myeloperoxidase(MPO), a crucial enzyme secreted by neutrophils at inflammation sites. Upon exposure to laser irradiation, Bis-HTP-ICG showed a high PDT efficacy, inducing an acute inflammatory response that stimulates further recruitment of neutrophils and then elevated MPO secretion. The heightened level of MPO enhances the accumulation of the Bis-HTP-ICG via self-polymerization or binding with intratumoral proteins following MPO enzyme catalysis, instigating a self-amplifying chain reaction cycle involving Bis-HTP-ICG, neutrophils and ***, PDT efficiently incites immunogenic cell death(ICD) in tumor cells, initiating an anti-tumor immune response including dendritic cells(DCs) maturation, T cell proliferation and reprogramming of tumor-associated neutrophils(TANs). This work portrays a promising strategy for self-amplification of fluorescent molecular probes through adjustable enzyme levels,potentially offering a unique avenue to enhance the tumor accumulation of molecular drugs for improved tumor therapy.

关键词： fluorescent molecular probes self-amplifying myeloperoxidase photodynamic therapy

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Double [5]carbohelicene: facile synthesis, chiroptical properties,isomerization study, and lasing application

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Science China Chemistry 2025年第1期68卷 233-240页

作者： Peipei Liu yantong Li Meng-Xiang Wu Hao Kang xiao-Li Zhao Lin Xu Linlin Liu xiaodong Li Junfeng Fang Zhiwei Fang ya Cheng Hai-Bo yang Huakang Yu Xueliang Shi State Key Laboratory of Petroleum Molecular & Process Engineering Shanghai Key Laboratory of Green Chemistry and Chemical ProcessesSchool of Chemistry and Molecular Engineering East China Normal University School of Physics and Optoelectronics South China University of Technology Institute of Polymer Optoelectronic Materials & Devices State Key Laboratory of Luminescent Materials & Devices South China University of Technology School of Physics and Electronic Science Engineering Research Center of Nanophotonics & Advanced Instrument Ministry of EducationEast China Normal University State Key Laboratory of Precision Spectroscopy School of Physics and Electronic Science East China Normal University

Double carbohelicenes have attracted considerable attention due to their aesthetic structures, distinct π-conjugation extension, inherent chirality, and intriguing optical and electronic properties. Herein, the concise de novo synthesis of a new double[5]carbohelicene 1 together with its chiroptical properties, isomerization process and lasing application is presented. 1 was synthesized by a simple protocol involving the formation of a 6,6′-bipentacene as the key intermediate. It is worth noting that1 existed as two diastereomers 1-PP/MM and 1-PM, which were successfully isolated and unambiguously confirmed by Xray crystallography. The optical resolution of the racemic 1-PP/MM was successfully achieved by chiral-phase highperformance liquid chromatography（HPLC）, and 1-PP and 1-MM were characterized by circular dichroism. Interestingly, it was found that 1-PP/MM could be completely isomerized to 1-PM upon heating, and the detailed thermodynamics and kinetics of the isomerization process were systematically investigated. 1-PM exhibited deep-red luminescence with emission maximum at 723 nm and fluorescence quantum yield as high as 32.95%. Consequently, we can showcase the lasing application of 1-PM by doping with epoxy resin to assemble a bottle microlaser spontaneously, which the lasing wavelength is 796.6 nm at a threshold of 0.8 m J cm-2. We believe that our studies, including the facile synthesis methodology, detailed isomerization studies, and lasing application, will shed some light on the design and synthesis of novel carbohelical systems with more functions.

关键词： double carbohelicene optical resolution organic laser isomerization X-ray diffraction

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