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深埋引水隧洞塌方孕育过程微震规律研究:以Neelum-Jhelum工程为例

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岩石力学与工程学报 2018年第A02期37卷 4115-4124页

作者：谭双李邵军王雪亮陈炳瑞肖亚勋丰光亮李鹏翔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 中国科学院大学北京100049 中铁工程设计咨询集团有限公司北京丰台100055 东北大学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室辽宁沈阳110819 重庆大学

深埋隧洞复杂地质条件和开挖卸荷导致塌方事故频发,严重威胁现场施工人员生命财产安全。为降低巴基斯坦Neelum-Jhelum工程塌方灾害对施工的影响,构建微震监测系统,研究塌方孕育过程微震活动的时空演化规律。研究结果表明:(1)掌子面逐渐... 详细信息

深埋隧洞复杂地质条件和开挖卸荷导致塌方事故频发,严重威胁现场施工人员生命财产安全。为降低巴基斯坦Neelum-Jhelum工程塌方灾害对施工的影响,构建微震监测系统,研究塌方孕育过程微震活动的时空演化规律。研究结果表明:(1)掌子面逐渐靠近但未揭露塌方区岩体时,微震事件较少,累积释放能快速上升,累积视体积缓慢增长,能量指数突增后基本稳定;塌方区岩体开挖揭露后,微震事件较多,累积释放能缓慢增长,累积视体积突增,能量指数突减;(2)塌方区局部微震事件丛集,丛集位置与钙质岩性交界面发育有关,多数微震事件发生于离洞壁3倍隧洞半径范围内;(3)塌方区围岩破裂机制演化规律有“先剪切,后张拉”的特征;(4)塌方的孕育有明显的阶段特征:钙质充填岩性交界面剪切滑动→围岩揭露后产生平行张拉裂纹→悬臂梁岩块受压拉裂→裂纹贯通,岩块受重力塌落。研究结果为深部塌方灾害的预警和防治提供参考。

关键词：岩石力学深埋隧洞塌方微震监测孕育过程 Neelum-Jhelum工程

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多地球物理场观测的玉树地震孕育过程分析

遥感学报 2018年第S1期22卷 56-63页

作者：张学民申旭辉刘静武艳强郑勇中国地震局地震预测研究所北京100036 中国科学院地壳应力研究所北京100085 中国地震局第一监测中心天津300180 中国地质大学地球物理与空间信息学院武汉430074

多地球物理场探测是研究地震孕育机理的关键,而卫星遥感探测为此提供了技术支撑。利用区域GPS应变场、基于汶川震源模型的应力触发效应等,全面综合地震学、重力场、地球化学、红外、电离层等多种参量研究结果,针对2010年4月14日玉树7.1... 详细信息

多地球物理场探测是研究地震孕育机理的关键,而卫星遥感探测为此提供了技术支撑。利用区域GPS应变场、基于汶川震源模型的应力触发效应等,全面综合地震学、重力场、地球化学、红外、电离层等多种参量研究结果,针对2010年4月14日玉树7.1级地震前多地球物理场参量进行整合分析,勾画了玉树地震多参数异常时间序列发展框图,确立了玉树地震独立孕育发生的特性,其中遥感探测技术显示了在地基测站稀疏区域的独特监测优势。结果发现,根据多地球物理探测参量的异常响应,玉树地震可分为3个不同的孕育阶段,不同应力状态下的岩石激发不同的地球物理场异常信息,长期监测GPS应力应变变化比较显著,而临震阶段以空间电磁扰动为主,多地球物理场之间的耦合关联还需深入研究。

关键词：玉树地震 GPS应变场多地球物理场孕育过程

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岩爆孕育过程的动态调控

岩石力学与工程学报 2012年第10期31卷 1983-1997页

作者：冯夏庭张传庆陈炳瑞丰光亮赵周能明华军肖亚勋段淑倩周辉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

针对岩爆孕育过程的特征、规律和机制,提出"优化开挖方案减少应力和能量聚集→预释放和转移能量→设计合理的支护参数吸收能量"的岩爆"三步走"防控理论以及在此基础上基于开挖过程中微震信息时空演化的岩爆动态调控理论。在施工过程中,... 详细信息

针对岩爆孕育过程的特征、规律和机制,提出"优化开挖方案减少应力和能量聚集→预释放和转移能量→设计合理的支护参数吸收能量"的岩爆"三步走"防控理论以及在此基础上基于开挖过程中微震信息时空演化的岩爆动态调控理论。在施工过程中,根据实测到的微震信息演化规律进行岩爆等级预警,据此进行反馈分析和动态调控,运用"三步走"防控对策进行及时的开挖速率和支护措施动态调控,以尽可能避免岩爆的发生、降低岩爆发生的等级或延迟岩爆发生的时间。所建议的方法成功地应用于埋深1 900～2 525 m的锦屏二级水电站深埋引水隧洞和排水洞的施工开挖过程中,应用过程和结果验证了所建议方法的适用性。

关键词：岩石力学岩爆孕育过程动态调控微震

基于微震监测的锦屏二级水电站深埋隧洞岩爆孕育过程分析

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岩土工程学报 2014年第12期36卷 2315-2322页

作者：于群唐春安李连崇李鸿程关文大连理工大学岩石破裂与失稳研究所辽宁大连116024

为研究锦屏二级水电站深埋隧洞岩爆孕育及发展过程,利用构建的微震监测系统对#3引水洞的TBM掘进过程进行全天候连续实时监测。通过获取大量微震监测数据,分别从微震事件的时空序列分布、事件活动率、微震能量、能量密度及视体积对隧洞... 详细信息

为研究锦屏二级水电站深埋隧洞岩爆孕育及发展过程,利用构建的微震监测系统对#3引水洞的TBM掘进过程进行全天候连续实时监测。通过获取大量微震监测数据,分别从微震事件的时空序列分布、事件活动率、微震能量、能量密度及视体积对隧洞岩爆前各参数变化特征进行分析,并从动态裂纹扩展角度揭示了岩爆孕育过程中微破裂的萌生、发展、扩展直至相互贯通的宏观破坏机制,初步探讨了微震活动演化规律与岩爆间的时空内在联系。监测与分析结果表明:多数岩爆都存在有可被微震监测定位的微破裂前兆,微震活动率、微震能量及累积视体积均有不同程度的上升趋势。部分岩爆的驱动源由本地岩爆能量与转移能量之和获得,即E驱动=E本地+E转移,强岩爆可再次诱发邻近位置产生岩爆。研究结果,初步证明了利用微震监测系统对深埋隧洞岩爆进行实时监测的可行性。

关键词：岩爆微震监测微震活动孕育过程锦屏二级水电站

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岩爆孕育过程研究

岩石力学与工程学报 2019年第4期38卷 649-673页

作者：冯夏庭肖亚勋丰光亮姚志宾陈炳瑞杨成祥苏国韶东北大学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室辽宁沈阳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湖北武汉430071 广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室广西南宁530004

以岩爆孕育过程为主线,论述了各个方面的最新进展。首先,阐述岩爆的主要类型、4个等级、TBM和钻爆法诱发的岩爆特征、不同岩性发生的岩爆的特征。分析研究岩爆孕育过程的室内岩样试验、室内物理模型试验、数值模拟、现场综合观测、现场... 详细信息

以岩爆孕育过程为主线,论述了各个方面的最新进展。首先,阐述岩爆的主要类型、4个等级、TBM和钻爆法诱发的岩爆特征、不同岩性发生的岩爆的特征。分析研究岩爆孕育过程的室内岩样试验、室内物理模型试验、数值模拟、现场综合观测、现场监测等技术手段,揭示了不同类型岩爆孕育过程的机制和不同施工方法诱发不同类型岩爆的微震演化规律,讨论岩爆估计方法和基于微震信息的岩爆区域和等级的定量预警方法,给出不同施工方法诱发不同类型岩爆的动态防控技术:开挖优化设计方法、应力释放优化设计方法、吸能支护设计优化方法和动态调控方法,用一个实际工程的岩爆监测预警与动态控制案例,介绍了提出方法的应用效果。最后,讨论了岩爆孕育过程研究的主要发展方向。

关键词：岩石力学岩爆孕育过程机制监测预警动态控制

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华北成组强震孕育过程及预测研究

地震 2005年第3期25卷 9-19页

作者：刘蒲雄中国地震局地震预测研究所北京100036

利用华北丰富的历史地震资料,通过研究地震与块体活动的联系,揭示了地震高潮期的形成过程。认为地震高潮期成组强震的孕育与区域块体的运动方式相联系。一个地震活动期可分为二个阶段,在前期块体边界的运动是很不平衡的,各组地震主要是... 详细信息

利用华北丰富的历史地震资料,通过研究地震与块体活动的联系,揭示了地震高潮期的形成过程。认为地震高潮期成组强震的孕育与区域块体的运动方式相联系。一个地震活动期可分为二个阶段,在前期块体边界的运动是很不平衡的,各组地震主要是由于各局部范围若干闭锁段破裂和破裂间相互作用的结果,当沿块体边界的破裂发展到一定程度时,这些边界所围的地块就会进入以整体运动为主的阶段,这时块体边界的运动具有一定程度的同步性,加之闭锁段破裂后不再重新闭锁,从而导致块体边界闭锁段由弱到强渐进式的破裂过程,直至一组强闭锁段完成破裂,形成地震活动高潮。这是成组强震形成的根本原因,另外强震间的诱发作用也是强震成组发生的重要原因。最后概述了如何利用以上模式预测地震高潮期的时间、强度和主体活动场所。

关键词：成组强震孕育过程中长期预报华北地区

有限元方法在地震孕育过程与前兆机理研究中的应用进展

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地震 2007年第4期27卷 99-109页

作者：陈玉香杜建国刘红中国地震局地质研究所北京100029 中国地震局地震预测研究所北京100036

有限元方法的基本思想是将连续的求解区域离散为一组有限个、且按一定方式相互联结在一起的单元的组合体。有限元方法是目前应用最为广泛的数值模拟方法,由于能够将复杂介质的力学本构关系及边界条件问题转化成为常规问题的计算程序,所... 详细信息

有限元方法的基本思想是将连续的求解区域离散为一组有限个、且按一定方式相互联结在一起的单元的组合体。有限元方法是目前应用最为广泛的数值模拟方法,由于能够将复杂介质的力学本构关系及边界条件问题转化成为常规问题的计算程序,所以越来越多的地震学者将其应用于地震成因与前兆机理研究中。该文着重介绍了有限元数值分析方法及其模拟在地震孕育过程与前兆机理研究中的应用进展,并提出开展小尺度规模如岩石中矿物颗粒之间的力学行为的有限元模拟研究等几点建议。

关键词：有限元方法孕育过程前兆机理数值模拟方法

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大地震孕育过程中的浑沌特征

地震学报 1992年第4期14卷 393-399页

作者：安镇文王林瑛姚栋华朱传镇国家地震局地球物理研究所中国北京100081

众所周知,大地震的孕育和发展不仅是非常复杂的物理过程,而且是时间不可逆的非线性动力学过程.根据上述观点探讨了海城和唐山大地震发生前、后的地震活动特征.同时还在实验室条件下研究了岩石失稳破裂前,声发射序列的信息维特征.初步结... 详细信息

众所周知,大地震的孕育和发展不仅是非常复杂的物理过程,而且是时间不可逆的非线性动力学过程.根据上述观点探讨了海城和唐山大地震发生前、后的地震活动特征.同时还在实验室条件下研究了岩石失稳破裂前,声发射序列的信息维特征.初步结果表明:大震发生前地震活动存在着浑沌行为,有一个低维吸引子.主震后地震活动表现为一种高维的类随机行为.某些震群结果类似于震后的情况.在信息维研究中,发现岩石失稳破裂前和某些(海城与唐山)大震发生前都有一个降维过程,且有较宽的无标度区.临近失稳前,无标度区变窄,信息维升高.

关键词：地震孕育过程浑沌信息维

云南地区近期强震孕育过程中波速比突变的时空演化特征

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地震学报 1997年第5期19卷 535-541页

作者：蔡静观张喜玲李永莉雷素华王兴辉云南省地震局

１９９５年７月１２日至１９９６年２月３日短短７个月，云南地区连续发生了孟连西中缅边境７．３级、武定６．５级和丽江７．０级３次强震．本文研究了近期强震前５个地震台单台波速比和多台波速比的时空演化特征．发现：在７级大震前... 详细信息

１９９５年７月１２日至１９９６年２月３日短短７个月，云南地区连续发生了孟连西中缅边境７．３级、武定６．５级和丽江７．０级３次强震．本文研究了近期强震前５个地震台单台波速比和多台波速比的时空演化特征．发现：在７级大震前５～８年，大震震中１２０ｋｍ范围内出现了波速比高（低）值突变的中长期源兆，当波速比的突变幅度骤升（降）或突变地震次数骤增时，中长期源兆进入中短期阶段；６级强震在震前３～６年，４０和１５０ｋｍ范围内出现了波速比高值突变的中长期源兆和中长期近场场兆，但向中短期阶段过渡的识别指标不明显．强震震中１５０ｋｍ范围出现的波速比突变异常高达３．０左右，而远在强震震中２５０ｋｍ以外的地区最大值为２．３６，显示出离强震震中近的地区突变幅度比离强震震中远的地区大的特征，即源兆和近场场兆异常幅度比远场场兆大２０％～６０％．并对波速比突变数据的可靠性和物理机制进行了探讨．

关键词：波速比时空演化地震孕育过程云南地区