摘要：认识剪切型岩爆的触发机理对地下工程科学设计与安全施工具有重要意义。为揭示隧道围岩(DTR)的剪切触发型岩爆机理,进行了砂岩的双矩形隧道和双圆形隧道物理模型剪切试验。在剪切试验过程中,利用高速摄像机和声发射监测仪对DTR的岩爆过程进行监测和记录,揭示了压剪下DTR的宏观和细观断裂特征;进而建立了5种隧道间距数值模型,分析了压剪下含隧洞试样连续-非连续剪切过程及其触发的岩爆机理;提出了一种新的能量冲击指数(S)来评价剪切型岩爆倾向性。试验结果表明,在剪切试验中,DTR的实时剪切特征、内外破裂特征和微裂纹数演化特征可划分为4个典型阶段:整体剪切压缩阶段(Ⅰ阶段)、以裂纹萌生为主的弹性阶段(Ⅱ阶段)、以裂纹扩展-贯通和剪切岩爆为主的剪切破裂阶段(Ⅲ阶段)和剪切摩擦阶段(Ⅳ阶段)。此外,试验结果还表明DTR在剪切型岩爆发生后可形成对称猫耳形缺口;微裂纹演化过程中DTR经历了裂纹预备阶段(Ⅰ阶段)、裂纹初始增长阶段(Ⅱ阶段)、裂纹快速增长阶段(Ⅲ阶段)和裂纹稳定阶段(Ⅳ阶段)。更重要的是,综合分析发现,双矩形隧道和双圆形隧道触发剪切型岩爆机制存在差别的本质是截面形状导致的结构效应,即双矩形隧道和双圆形隧道应力场分布差异导致断裂行为不同。研究结果有利于加深对剪切型岩爆机理的认识,为岩土工程防治提供理论依据。

摘要：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。

摘要：在分析鄂西恩施地区降雨特征的基础上,选取6组典型降雨条件,设计并进行了室内人工降雨土柱非饱和入渗试验。通过实测土体体积含水率,揭示了鄂西恩施地区非饱和土降雨入渗规律,获得了降雨入渗影响区体积含水率变化规律、入渗前锋运移规律以及降雨强度和历时对入渗的影响规律。通过GeoStudio软件对室内降雨试验进行了数值模拟,数值模拟结果与试验结果基本相同,进一步验证了降雨入渗规律。同时依据实测结果,分析了数值模拟的不足之处,为通过数值模拟方法研究非饱和土降雨入渗奠定了基础。

摘要：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。

摘要：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。