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岩爆倾向性的动态破坏实验研究

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2001年第4期20卷 436-438页

作者：李庶林长沙矿山研究院岩石力学所湖南长沙410012

岩石峰值强度后破坏过程的持续时间长短,反应了岩石破坏的剧烈程度和能量释放特性,也反应了岩石发生岩爆的倾向性。本文在常规单轴压缩加载条件下,测定了凡口铅锌矿几种矿岩石峰值强度后的动态破坏持续时间,并根据实验结果对岩石发生岩... 详细信息

岩石峰值强度后破坏过程的持续时间长短,反应了岩石破坏的剧烈程度和能量释放特性,也反应了岩石发生岩爆的倾向性。本文在常规单轴压缩加载条件下,测定了凡口铅锌矿几种矿岩石峰值强度后的动态破坏持续时间,并根据实验结果对岩石发生岩爆的倾向性进行了评价,其结果表明它们均具有发生岩爆的倾向性。

关键词：硬岩岩爆倾向性动态破坏时间实验研究矿井开采

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岩爆倾向性的改进有限云评价模型与工程应用

中国安全科学学报 2022年第2期32卷 90-98页

作者：胡建华黄鹏莅周坦温观平杨东杰中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083

为解决深部开采顶板岩爆评价问题,以挑水河磷矿为例,提出由3个岩爆倾向性评价指标e_(0)/e_(c)、e_(1)/e_(c)、e_(c)/e_(t)组成的综合性评价指标体系,采用消除云雾化的综合权重法,建立顶板多指标岩爆倾向性的改进有限云评价模型;通过FLAC... 详细信息

为解决深部开采顶板岩爆评价问题,以挑水河磷矿为例,提出由3个岩爆倾向性评价指标e_(0)/e_(c)、e_(1)/e_(c)、e_(c)/e_(t)组成的综合性评价指标体系,采用消除云雾化的综合权重法,建立顶板多指标岩爆倾向性的改进有限云评价模型;通过FLAC^(3D)模拟计算采场的应力值,获得e_(0)/e_(c)、e_(1)/e_(c)、e_(c)/e_(t)的参数值;开展挑水河磷矿顶板岩爆倾向性评价,根据最大隶属度原则判定挑水河磷矿顶板的岩爆倾向性。结果表明:挑水河磷矿深部采场顶板为弱岩爆倾向性,与实际情况相符;对比其他方法结果,证明模型具备准确性;提出岩爆危险区域进行标示、支护和监测的控制措施。

关键词：岩爆倾向性改进有限云评价模型综合权重权重云采动应力

循环扰动和高温作用下砂岩的岩爆倾向性及破坏特征研究

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岩土力学 2023年第3期44卷 771-783页

作者：张平任松张闯吴斐隆能增李凯鑫重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 重庆大学资源与安全学院重庆400044

为了揭示循环扰动和高温影响下砂岩的岩爆机制,开展了循环扰动和高温作用下砂岩单轴压缩试验和CT扫描试验,研究了不同条件下砂岩的力学特性、岩爆倾向性及破坏特征,探讨了岩爆倾向性与破坏特征的关系。研究结果表明:循环扰动和高温对砂... 详细信息

为了揭示循环扰动和高温影响下砂岩的岩爆机制,开展了循环扰动和高温作用下砂岩单轴压缩试验和CT扫描试验,研究了不同条件下砂岩的力学特性、岩爆倾向性及破坏特征,探讨了岩爆倾向性与破坏特征的关系。研究结果表明:循环扰动和高温对砂岩的力学性能及岩爆倾向性影响效果显著;无循环扰动砂岩的单轴抗压强度、弹性模量及岩爆倾向性随温度的升高呈先增加后降低的趋势,200℃为该类砂岩的阈值温度,受循环扰动砂岩的力学特性及岩爆倾向性随温度的上升而降低;而砂岩的力学特性及岩爆倾向性随循环应力幅值增加而下降;随着循环应力幅值和温度的增加,砂岩破坏模式由劈裂破坏向剪切破坏转变,同时砂岩的岩爆倾向性与裂隙三维分形维数呈良好的负相关关系;此外,高温对砂岩的力学性能、岩爆倾向性及破坏程度影响效果强于循环扰动。研究结果可为高温工程岩爆防治提供理论依据和工程参考价值。

关键词：循环扰动高温砂岩力学特性岩爆倾向性破坏特征

基于数字钻技术的岩石材料岩爆倾向性预测研究

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中南大学学报（自然科学版） 2021年第8期52卷 2736-2747页

作者：何明明杨贝贝张志强刘新星李宁西安理工大学省部共建西北旱区生态国家重点实验室陕西西安710048 西安理工大学岩土工程研究所陕西西安710048

为了超前预测岩石材料岩爆倾向性,建立岩石内摩擦角与数字钻参数之间关系的解析模型,同时构建内摩擦因数与剩余弹性能指数的关系,通过室内三轴试验研究6种岩石力学参数与剩余弹性能指数之间的相关性,提出基于数字钻技术的岩石材料的岩... 详细信息

为了超前预测岩石材料岩爆倾向性,建立岩石内摩擦角与数字钻参数之间关系的解析模型,同时构建内摩擦因数与剩余弹性能指数的关系,通过室内三轴试验研究6种岩石力学参数与剩余弹性能指数之间的相关性,提出基于数字钻技术的岩石材料的岩爆倾向性的超前预测方法。研究结果表明:在不同围压状态下,各岩石下的剩余弹性能指数与弹性模量、抗压强度均呈线性正相关关系;泊松比与剩余弹性能指数呈线性负相关;预测的岩石岩爆倾向性与室内试验结果基本一致,从而验证了该方法的可靠性。

关键词：预测内摩擦角剩余弹性能指数岩爆倾向性

基于多维正态云–CRITIC模型的岩爆倾向性综合评价方法

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岩石力学与工程学报 2020年第S02期39卷 3432-3439页

作者：刘鹏余斌曹辉北京矿冶研究总院北京100160 北京矿冶科技集团有限公司北京100160 金属矿绿色开采国际联合研究中心北京102628

岩爆倾向性的评价随着地下开采深度的增加变得愈发重要,针对岩爆倾向性评价的不确定性,提出了一种改进的多维正态云–CRITIC岩爆倾向性评价模型。以220组国内外岩爆实例为基础,结合正向、逆向云发生器分别确定各个岩爆倾向性评价指标隶... 详细信息

岩爆倾向性的评价随着地下开采深度的增加变得愈发重要,针对岩爆倾向性评价的不确定性,提出了一种改进的多维正态云–CRITIC岩爆倾向性评价模型。以220组国内外岩爆实例为基础,结合正向、逆向云发生器分别确定各个岩爆倾向性评价指标隶属于各个岩爆等级的确定度和合适的数字特征,利用改进的CRITIC法确定指标权重,建立不同岩爆等级的多维正态云模型,依据最大确定度原则判断岩爆倾向性评价等级。通过与熵权法–云模型、基于指标距离与不确定度量的岩爆云模型的评价结果对比分析,表明改进的多维正态云–CRITIC模型在岩爆倾向性评价方面是有效的,能够为深部工程岩爆危险区辨识和防控措施的制定提供有效依据。

关键词：岩石力学岩爆倾向性 CRITIC方法多维正态云模型正向逆向云发生器评价

基于组合赋权的岩爆倾向性预测灰评估模型及应用

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岩土力学 2014年第S1期35卷 49-56页

作者：裴启涛李海波刘亚群张国凯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 长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室武汉430010

提出一种用以确定岩爆灾害评价中各指标权重的组合赋权(GEM-GW)方法。该方法依据信息熵理论,对基本熵权法进行改进,理论上解决熵权法在某些情况下不适用的问题,并引入欧几里得距离函数,使得主、客观权重之间和偏好系数间的差异程度一致... 详细信息

提出一种用以确定岩爆灾害评价中各指标权重的组合赋权(GEM-GW)方法。该方法依据信息熵理论,对基本熵权法进行改进,理论上解决熵权法在某些情况下不适用的问题,并引入欧几里得距离函数,使得主、客观权重之间和偏好系数间的差异程度一致,从而获得理想的综合权重。在该基础上,根据岩爆的成因及特点,选取影响岩爆的主要评价指标,同时对灰色聚类法进行优化,建立基于组合赋权的岩爆倾向性预测灰评估模型。利用该模型,对国内外一些重大深部岩石工程岩爆案例进行分析,并与模糊综合评判法、属性综合评判法、未确知测度评价法和物元分析法及实际情况进行比较。研究结果表明,该模型预测结果与实际情况吻合较好,预测精度较高,从而验证该模型的有效性及实用性。研究方法为岩爆灾害的准确预测提供一种切实可行的途径。

关键词：岩爆倾向性组合赋权灰评估模型欧几里得距离函数熵

基于GIS的岩爆倾向性模糊自组织神经网络分析模型

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岩石力学与工程学报 2004年第18期23卷 3093-3097页

作者：周科平古德生中南大学资源与安全工程学院长沙410083

岩爆倾向性是评价地层深部工程安全性的一个十分重要的指标之一。研究方向把常规的研究岩爆倾向性的方法与GIS技术结合起来,利用GIS的空间数据分析技术和模糊自组织神经网络,对评价岩爆倾向性的多源信息进行加工处理,建立了一个基于GIS... 详细信息

岩爆倾向性是评价地层深部工程安全性的一个十分重要的指标之一。研究方向把常规的研究岩爆倾向性的方法与GIS技术结合起来,利用GIS的空间数据分析技术和模糊自组织神经网络,对评价岩爆倾向性的多源信息进行加工处理,建立了一个基于GIS技术的岩爆倾向性模糊自组织神经网络模型。

关键词： GIS 地理信息系统岩爆倾向性模糊白组织神经网络

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基于最大能量耗散率的岩爆倾向性指标研究

岩石力学与工程学报 2023年第12期42卷 2993-3009页

作者：张如九张延杰高仝李梅刘耀儒张凯清华大学水圈科学与水利工程全国重点实验室北京100084 云南省滇中引水工程有限公司云南昆明650000 云南省滇中引水工程建设管理局云南昆明650051

岩爆倾向性判别为隧洞岩爆风险评价提供了基本依据。在分析岩石单轴压缩各阶段能量耗散演化特征的基础上,提出基于最大能量耗散率(耗散能密度时间导数的最大值)的岩爆倾向性评价新指标,从稳定性判定准则、经验和岩爆倾向性定义3个角度... 详细信息

岩爆倾向性判别为隧洞岩爆风险评价提供了基本依据。在分析岩石单轴压缩各阶段能量耗散演化特征的基础上,提出基于最大能量耗散率(耗散能密度时间导数的最大值)的岩爆倾向性评价新指标,从稳定性判定准则、经验和岩爆倾向性定义3个角度阐明其科学合理性。为定量计算所提指标,建立考虑空隙压密和初始损伤的弹脆性损伤本构模型;为验证指标及损伤模型的适用性,开展4种岩石(玄武岩、花岗岩、灰岩、砂岩)在刚性和柔性压力机下的单轴压缩及循环加卸载试验。最后基于正交试验、相关性分析和极差分析,揭示岩爆倾向性的影响因素及不同指标间的内在关系。结果表明:岩石单轴压缩应力–应变曲线峰后阶段存在能量耗散率峰值,该值可作为材料固有稳定性指标评价岩爆倾向性,兼顾了岩石的峰前能量储耗特性和峰后特征;所提弹脆性损伤模型较好反映了岩石单轴加载下的非线性力学行为和内蕴能量演化特征,应力–应变和耗散能密度理论曲线均与试验值吻合良好;不同岩石最大能量耗散率与实际岩爆等级一致,证实了所提指标的可靠性;弹性模量、脆性和初始损伤是岩爆倾向性的主要影响因素,最大能量耗散率指标较好体现了岩石脆性对岩爆倾向性的影响,与剩余弹性能指数的相关性最强(相关系数0.940)。研究成果可为岩爆倾向性的合理评价提供理论依据和参考。

关键词：岩石力学岩爆倾向性能量耗散率评价指标本构模型初始损伤

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不同应力状态下北山花岗岩岩爆倾向性研究

工程科学与技术 2017年第6期49卷 84-90页

作者：王超圣周宏伟王子辉裴浩刘建锋中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 四川大学水利水电学院四川成都610065

为研究不同应力状态下北山花岗岩岩爆倾向性,对北山花岗岩试件进行不同围压下的三轴试验,通过轴向压力和横向变形协调控制加载,获得不同围压下岩石全应力应变曲线,研究岩石破坏前能量聚集及破坏后能量释放特征。结果表明:破坏时弹性能... 详细信息

为研究不同应力状态下北山花岗岩岩爆倾向性,对北山花岗岩试件进行不同围压下的三轴试验,通过轴向压力和横向变形协调控制加载,获得不同围压下岩石全应力应变曲线,研究岩石破坏前能量聚集及破坏后能量释放特征。结果表明:破坏时弹性能、总能量随着围压增加而增大,且破坏后的总能量变化量及弹性能释放量也随着围压增加而增大。分析岩石储能系数和能量释放指数对岩石破坏的影响,发现岩石储能系数和能量释放指数随围压增加而增大;综合能量储存系数和能量释放指数建立新的岩爆倾向性评价指标,该指标不仅表述了岩石破坏前后各能量的综合变化特征,且能研究不同应力状态下岩石岩爆倾向性;使用该指标研究不同应力状态对北山花岗岩的岩爆倾向性,结果表明:北山花岗岩具有较强的岩爆倾向性,且随着围压增大,岩爆倾向性增加;当围压低于10 MPa时,围压对北山花岗岩岩爆倾向性影响较小,当围压超过10 MPa时,围压对岩爆倾向性的影响突然增加,但随着围压进一步增加,其对岩爆倾向性影响逐渐减弱。

关键词：北山花岗岩应变能 Ⅱ型曲线应力状态岩爆倾向性