基于DIC技术的深部岩体开挖卸荷动力响应和岩爆机理研究

基本信息
批准号:51274101
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:刘永胜
学科分类:
依托单位:华东交通大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刁心宏,童谷生,梁平英,肖挺松,吴秋兰,杨猛猛,高栋,刘艾轩
关键词:
岩体力学岩爆卸荷数字图像相关技术深部开采
结项摘要

Rock burst is a dynamic instability phenomenon of deep engineering. With mining engineering and water conservancy and hydropower and traffic tunnel going to deep development, rock burst occurs more and more frequent, its intensity becomes more and more high and its destroy is more and more serious. With china's recent frequent rock burst situation, the dynamic response of excavation unloading surrounding rock in deep complicated environment and its mechanism of rock burst will be researched based on digital image correlation technology in this project. The experiment of unloading rock under deep environment will be carryied out by mechanics performance testing system of RMT and SHPB in different environment and different stress paths, setting up the corresponding strength condition and failure criterion.The similar material model test of rock mass excavation unloading will be developed and Using noncontact whole field strain deformation tester to monitor the deformation and failure of the model by full time and full section, analyzing the failure mode of of the similar material model by digital image processing technology, studying the excavation unloading plate crack and layer order progress damge process of deep rock, exploring the rock burst mechanism and then conducting numerical simulation,Setting up rock burst criterion involving the characterization of parameters based on digital image correlation technique.The project could provide a theoretical basis for deep mining of rock excavation and surpport and provide reference for rock burst prediction and control.

岩爆是一种深部工程岩体失稳的动力现象。随着矿山、水利水电、交通隧道等工程向深部发展,岩爆发生的频率越来越大,强度越来越高,破坏越来越大。本项目结合我国近期发生较频繁岩爆的形势,基于数字图像相关(Digital image correlation,简称DIC)技术开展深部复杂环境下岩体开挖卸荷过程的动力响应及岩爆机理研究。利用RMT和SHPB实验系统开展不同外部环境、不同应力路径下岩石动静态加卸载力学性能实验,建立材料相应的强度条件和破坏准则;开展深部高地应力岩体开挖卸荷的相似材料模型试验,利用非接触式全场应变变形测试仪对试验模型的受力变形破坏过程进行全程、全断面监测;通过DIC技术分析相似材料模型的卸荷破坏模式,研究岩体开挖卸荷板裂和层阶递进损伤演化,探索岩爆机理并进行数值模拟,建立基于DIC技术参数表征的岩爆判据。该项目研究为我国深部岩体开挖与支护提供理论依据,为岩爆预测和控制提供参考。

项目摘要

岩爆是一种深部工程岩体失稳的动力现象。随着矿山、水利水电、交通隧道等工程向深部发展,岩爆发生的频率越来越大,强度越来越高,破坏越来越大。本项目结合我国近期发生较频繁岩爆的形势,基于数字图像相关(Digital image correlation,简称DIC)技术开展深部复杂环境下岩体开挖卸荷过程的动力响应及岩爆机理研究。利用RMT和SHPB以及动静组合实验系统开展不同工况下岩石和类爆岩材料的动静态加卸载力学性能实验,得到上述两种材料的各项力学性能参数;分析材料配比、酸性环境的PH值、养护时间等对材料力学性能的影响因素并对其变形破坏特性进行分析研究;基于能量理论和分形理论探讨岩爆的发生机理。利用非接触式全场应变变形测试仪对试验模型的受力变形破坏过程进行全程、全断面监测;通过DIC技术分析相似材料模型的卸荷破坏模式;通过与常规测试方法的比较,说明了DIC技术在巷道变形监测领域的可行性;根据DIC云图研究岩体开挖卸荷损伤演化,探索岩爆机理,进行了相关方面的数值模拟并进行比较分析。基于WSN原理开发了矿山岩爆预测及测量装置和方法,为深部地下工程的建设提供参考应用。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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