改进的区域生长算法在三维激光点云识别岩体结构面中的应用 被引量：5

1

作者 徐志华 郭戈 +3 位作者 孙钱程 丰光亮 何钰铭 谢迪 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期101-112,共12页

交错分布的结构面构成了岩体中的薄弱部位,准确高效的岩体结构面识别和特征信息提取可为岩体稳定性评价提供重要依据。三维激光扫描技术可以极大地提高结构面勘测效率和精度,但目前主流的点云分析算法存在结构面边缘识别模糊、点云分割... 交错分布的结构面构成了岩体中的薄弱部位,准确高效的岩体结构面识别和特征信息提取可为岩体稳定性评价提供重要依据。三维激光扫描技术可以极大地提高结构面勘测效率和精度,但目前主流的点云分析算法存在结构面边缘识别模糊、点云分割准确性不能满足结构面特征信息提取精度等问题。因此,考虑岩体结构面点云位置与其邻域的空间关系,利用KD-tree数据结构进行最邻近搜索的体素下采样,在稳健随机Hough变换的基础上改进了区域生长算法,通过多特征值对区域生长分割参数进行修正,依据点云法向量差值和特征终值进行结构面分割,实现了结构面产状、间距、延展度信息的提取。研究结果表明:与传统的主成分分析法和随机抽样一致法相比,在室内块体模型组成的24个结构面中,该方法在相同区域具有更高的识别率和准确率,既能在复杂变化的平面区域保证数据的完整识别,也能在平面的尖锐位置较好地分割边缘点云。利用该方法可以将24个结构面分为6组,并在识别数据中获取对应的结构面特征信息,与实际测量结果相比,角度信息误差约为1°,距离信息误差1cm以内。利用该方法在长江干流蟒蛇寨斜坡岩体中成功识别出3组结构面同时计算各组结构面间距与延展度信息,并采用赤平投影图分析不同结构面组对斜坡稳定性的影响。所提出的方法在室内模型及现场斜坡验证效果良好,可以为岩体结构面识别分割提供稳定且有效的技术支撑。 展开更多

关键词 三维激光扫描 点云信息提取 区域生长算法 智能识别 岩体结构面

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长时浸泡红砂岩加/卸荷条件下的剪切特性及细观损伤机理 被引量：3

2

作者 孙钱程 徐晓 +2 位作者 丰光亮 周炳昊 赵凯冰 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期77-89,共13页

三峡库区防洪限制水位(145m)以下岸坡岩体在库水升降过程中经历了长期浸泡作用,并且水位变化导致岩体受到切向加载剪切和法向卸荷剪切2种工况作用,而岩石剪切特性的差异直接影响岸坡在不同水库运营阶段的稳定性。文章以典型长石石英砂... 三峡库区防洪限制水位(145m)以下岸坡岩体在库水升降过程中经历了长期浸泡作用,并且水位变化导致岩体受到切向加载剪切和法向卸荷剪切2种工况作用,而岩石剪切特性的差异直接影响岸坡在不同水库运营阶段的稳定性。文章以典型长石石英砂岩为研究对象,开展了不同浸泡天数下砂岩试样的切向加载、法向卸载剪切试验,得到了2种受力条件下砂岩剪切特性的变化规律,并结合溶液测试、SEM测试、核磁共振试验揭示了不同工况下岩石剪切特性产生差异的细观机理。研究结果表明:(1)与初始试样相比,经过80d的浸泡后,该类试样的黏聚力损失要大于内摩擦角的损失,切向加载剪切所得黏聚力降低了40.5%,内摩擦角最终仅降低了2%,而法向卸荷剪切所得黏聚力降低了31%,内摩擦角最终降低了8%;(2)试样经历长期浸泡导致胶结物矿物被溶解、溶蚀,次生孔隙逐步发育并贯通,孔隙度增大,经过60d浸泡后,试样的含水率、孔隙度、孔隙结构基本达到稳定状态,克服剪切作用的颗粒骨架几乎不再受浸泡水的影响,这是长期饱水试样剪切性质逐渐弱化并趋于平稳的原因;(3)法向卸荷剪切条件下,剪切主裂纹面与理论剪切面之间偏差增大,破裂面更倾向于形成“S型”和“M型”,实际剪切面的增大变相提高了岩石的抗剪强度,而对岩石抗剪强度贡献最大的是骨架颗粒,故岩石内摩擦角更大,而提供黏聚力的充填胶结物质在张剪破坏中的贡献小,所以法向卸荷中岩石的黏聚力更低。研究成果可为库区涉水边坡在水位升降中的稳定性评价以及考虑实际工况进行参数取值的试验方法选择提供参考。 展开更多

关键词 砂岩 剪切特性 切向加载 法向卸荷 细观机理 库岸边坡 三峡库区

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鄂西恩施地区非饱和土降雨入渗规律 被引量：5

3

作者 丰光亮 胡新丽 +2 位作者 吴刚 孙淼军 章广成 《地质科技情报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期112-116,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 降雨 非饱和土 土柱入渗试验 入渗规律 数值模拟

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深埋隧洞岩爆孕育规律与机制:即时型岩爆 被引量：174

4

作者 冯夏庭 陈炳瑞 +5 位作者 明华军 吴世勇 肖亚勋 丰光亮 周辉 邱士利 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期433-444,共12页

论述深埋隧洞岩爆孕育过程的现场原位综合观测试验思路和方法,给出利用该方法观测到的岩爆孕育时空演化规律以及基于观测结果的关于岩爆孕育机制的认知成果。通过一系列现场深埋隧洞开挖过程中的多元信息综合观测试验,揭示深埋隧洞的即... 论述深埋隧洞岩爆孕育过程的现场原位综合观测试验思路和方法,给出利用该方法观测到的岩爆孕育时空演化规律以及基于观测结果的关于岩爆孕育机制的认知成果。通过一系列现场深埋隧洞开挖过程中的多元信息综合观测试验,揭示深埋隧洞的即时型岩爆(隧洞开挖卸荷效应影响过程中的隧洞掌子面及其附近的围岩,开挖后几小时到几天内发生)的裂纹(萌生、扩展、张开和闭合过程)、变形、弹性波、声发射和微震时空演化规律及其在时空上的分布特征。通过对监测的微震信息进行矩张量分析,认识即时型岩爆中应变型和应变–结构面滑移型2类岩爆的孕育机制差异性:前者主要是拉张破裂引起,后者主要是拉张破坏、剪切破裂与拉剪–压剪破裂引起,剪切破裂主要沿着硬性结构面发生,形成爆坑边界。该研究成果为针对时空演化规律的深埋隧洞岩爆的预测和动态调控提供了重要基础。 展开更多

关键词 岩石力学 岩爆 即时型岩爆 应变型岩爆 孕育规律 孕育机制 微震 深埋隧洞

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深埋隧洞TBM掘进微震实时监测与特征分析 被引量：150

5

作者 陈炳瑞 冯夏庭 +4 位作者 曾雄辉 肖亚勋 张照太 明华军 丰光亮 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期275-283,共9页

针对深埋硬岩隧洞TBM掘进过程中开展微震实时监测存在的困难与不足,对现有微震监测技术进行优化与改进,并在锦屏II级水电站3#引水隧洞TBM施工洞段开展微震实时监测。监测结果表明:(1)TBM施工环境噪音复杂,但主要噪音特征明显,可通过建... 针对深埋硬岩隧洞TBM掘进过程中开展微震实时监测存在的困难与不足,对现有微震监测技术进行优化与改进,并在锦屏II级水电站3#引水隧洞TBM施工洞段开展微震实时监测。监测结果表明:(1)TBM施工环境噪音复杂,但主要噪音特征明显,可通过建议的滤波方法有效滤除。(2)围岩的微震活动和TBM掘进及掘进速率具有明显的关系,TBM掘进速率增加,围岩微震明显活跃;TBM掘进速率降低,围岩的微震活动明显降低;微震平静期发生在TBM检修期间,最活跃期发生在TBM检修后掘进4～6h。(3)一些岩爆发生前,微震事件和能量释放在空间上由随机离散状态变得相对集中,在时间上微震事件的数量和能量有一个迅速增加的趋势;视体积有突增趋势,能量指数有突然下降迹象。(4)在深埋隧洞TBM掘进过程中进行微震实时监测,可以获得岩爆发生前的有效微震信息,获得岩爆发生前微震活动的演化特征与规律,为岩爆的发生提供较为准确的预警信息。因此,通过微震监测预测预报深埋隧洞TBM掘进过程中岩爆的发生是可行的。 展开更多

关键词 岩石力学 微震监测 岩爆预测 深埋隧洞 TBM 能量指数 锦屏II级水电站

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深埋隧洞岩爆孕育规律与机制:时滞型岩爆 被引量：125

6

作者 陈炳瑞 冯夏庭 +4 位作者 明华军 周辉 曾雄辉 丰光亮 肖亚勋 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期561-569,共9页

根据锦屏II级水电站引水隧洞现场岩爆发生机制,提出时滞型岩爆概念,并对时滞型岩爆进行系统研究,发现:(1)时滞型岩爆一般发生在隧洞掌子面开挖应力调整扰动范围之外,是岩爆区开挖应力调整与外界扰动联合作用的结果。80%的时滞型岩爆时... 根据锦屏II级水电站引水隧洞现场岩爆发生机制,提出时滞型岩爆概念,并对时滞型岩爆进行系统研究,发现:(1)时滞型岩爆一般发生在隧洞掌子面开挖应力调整扰动范围之外,是岩爆区开挖应力调整与外界扰动联合作用的结果。80%的时滞型岩爆时间上滞后该区开挖时间6～30 d,空间上在距离掌子面80 m的范围内。(2)时滞型岩爆区,一般节理、裂隙、夹层等原生结构面比较丰富,结构面类型以与洞轴线成小夹角的隐性结构面为主。(3)时滞型岩爆区开挖时,应力调整剧烈,围岩的破裂活动较频繁,微震事件时间上持续增加,空间上位置集中;视体积持续增加,有突增趋势;能量指数持续高位,有下降趋势;岩爆发生前夕,微震事件较少,存在一个明显的"平静期",且岩爆发生时视体积和能量指数变化不明显。(4)时滞型岩爆区开挖卸荷后,初期微震事件以拉伸、剪切及拉剪混合型破坏为主;接着,以沿破坏面扩展的拉伸破坏为主;随后,有一个明显的"平静期";最后岩爆发生时,以剪切破坏为主导。根据时滞型岩爆的特征、演化规律与机制,建议时滞型岩爆应采取"减少扰动,先喷,再锚,紧挂网,紧复喷"的联防策略。 展开更多

关键词 岩石力学 深埋隧洞 时滞型岩爆 微震 破坏机制 能量指数 锦屏II级水电站

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岩爆孕育过程的动态调控 被引量：55

7

作者 冯夏庭 张传庆 +6 位作者 陈炳瑞 丰光亮 赵周能 明华军 肖亚勋 段淑倩 周辉 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1983-1997,共15页

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... 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。 展开更多

关键词 岩石力学 岩爆 孕育过程 动态调控 微震

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深埋隧洞极强岩爆段隧道掘进机半导洞掘进岩爆风险研究 被引量：30

8

作者 肖亚勋 冯夏庭 +3 位作者 陈炳瑞 丰光亮 张照太 明华军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期3111-3118,共8页

深埋隧洞TBM(隧道掘进机)全断面掘进时,在局部超高应力集中的完整硬脆性岩体洞段将直面极强岩爆的风险,设备和人员的安全将遭受极大的威胁。在锦屏II水电站3#引水隧洞极强岩爆段实施了"先半导洞+TBM联合掘进"实验,结合微震实... 深埋隧洞TBM(隧道掘进机)全断面掘进时,在局部超高应力集中的完整硬脆性岩体洞段将直面极强岩爆的风险,设备和人员的安全将遭受极大的威胁。在锦屏II水电站3#引水隧洞极强岩爆段实施了"先半导洞+TBM联合掘进"实验,结合微震实时监测信息对TBM半导洞掘进的岩爆风险开展了研究。监测结果表明,(1)TBM半导洞掘进期间,日平均微震事件数、日平均辐射微震能、微震大事件数及实际岩爆发生次数和强度均远远低于TBM全断面掘进;(2)能量指数对数值和累积视体积的时域演化表明,TBM半导洞掘进强烈岩爆发生的风险远低于TBM全断面掘进,现场实际开挖也证明了这一点;(3)半导洞洞段微震事件的空间集结程度、总数、震级大小与能量辐射均远小于全断面洞段。因此,TBM半导洞掘进的岩爆风险远远低于TBM全断面掘进,在具有施工条件的情况下采用先半导洞预处理,然后TBM半断面掘进极强岩爆段,以期控制岩爆风险的方案是可行的。 展开更多

关键词 深埋隧洞 隧道掘进机(TBM) 半导洞 极强岩爆 微震监测 锦屏II水电站

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深埋隧洞微震活动区与岩爆的相关性研究 被引量：33

9

作者 赵周能 冯夏庭 +2 位作者 陈炳瑞 丰光亮 陈天宇 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期491-497,共7页

基于锦屏二级水电站深埋引水隧洞和排水洞大量微震监测数据及上百个不同等级岩爆实例,研究了深埋隧洞微震活动区与岩爆之间的关系。研究结果表明:(1)微震活动分布范围主要介于掌子面后方3倍洞径至前方1.5倍洞径之间,而岩爆高发区位于掌... 基于锦屏二级水电站深埋引水隧洞和排水洞大量微震监测数据及上百个不同等级岩爆实例,研究了深埋隧洞微震活动区与岩爆之间的关系。研究结果表明:(1)微震活动分布范围主要介于掌子面后方3倍洞径至前方1.5倍洞径之间,而岩爆高发区位于掌子面后方3倍洞径以内,表明岩爆高发区与微震事件主要分布范围相吻合;(2)隧洞工程岩爆潜在风险重点关注区域是掌子面后方3倍洞径已开挖范围,以及掌子面前方1.5倍洞径施工范围;(3)微震事件及岩爆分布呈区域性集结特点,其中一部分岩爆发生于微震事件集结区内部,另一部分岩爆发生于微震事件集结区边缘,这是岩体破坏过程中所固有的现象,与微震事件集结区边缘局部应力集中密切相关。 展开更多

关键词 岩石力学 深埋隧洞 微震 岩爆 相关性

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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 被引量：28

10

作者 于洋 冯夏庭 +3 位作者 陈炳瑞 肖亚勋 丰光亮 李清鹏 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2622-2628,共7页

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... 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。 展开更多

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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不同开挖方式下深埋隧洞微震特性与岩爆风险分析 被引量：25

11

作者 赵周能 冯夏庭 +1 位作者 肖亚勋 丰光亮 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期867-876,共10页

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;... 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。 展开更多

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 被引量：16

12

作者 肖亚勋 冯夏庭 +1 位作者 陈炳瑞 丰光亮 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期1127-1134,共8页

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... 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。 展开更多

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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深部岩体隧洞即时型岩爆微震震源体积的分形特征研究 被引量：12

13

作者 于洋 冯夏庭 +2 位作者 陈炳瑞 肖亚勋 丰光亮 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期2173-2179,共7页

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... 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。 展开更多

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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国际深部地下实验室岩体原位力学响应研究综述 被引量：15

14

作者 李邵军 谢振坤 +3 位作者 肖亚勋 丰光亮 潘鹏志 王兆丰 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2491-2509,共19页

深部地下实验室(undergroundresearchlaboratory,URL)已成为国际上基础性重大科学研究的重要平台,为物理、生物、地球化学、医学、岩石力学等学科发展提供了不可或缺的支撑。深部地下实验室的岩体力学响应和稳定性是岩石力学学科需要回... 深部地下实验室(undergroundresearchlaboratory,URL)已成为国际上基础性重大科学研究的重要平台,为物理、生物、地球化学、医学、岩石力学等学科发展提供了不可或缺的支撑。深部地下实验室的岩体力学响应和稳定性是岩石力学学科需要回答的关键基础问题,目前国内外基于已建与在建的地下实验室开展了大量岩石力学问题研究,保障了地下实验室的安全建造和运行。本文对国内外多个地下实验室的建设情况进行综述,阐述国际深部地下实验室在围岩力学行为测试与监测、开挖损伤区分析、力学模型和数值模拟方法等方面开展的研究工作,分析当前地下实验室相关研究成果的亮点和局限性,总结地下实验室建设和运行过程中面临的岩体力学响应关键问题,探讨深部地下实验室的岩石力学问题未来研究方向。 展开更多

关键词 深部岩体 地下实验室 原位测试 力学响应

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基于微震监测技术的深埋长大隧洞群岩爆时空分布规律分析 被引量：4

15

作者 揭秉辉 赵周能 +2 位作者 陈炳瑞 肖亚勋 丰光亮 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2012年第9期69-73,共5页

以锦屏二级水电站深埋引(排)水隧洞群为工程背景,介绍了微震监测系统的组成,并根据隧洞工程的特点,优选出紧跟掌子面移动整体协同传感器优化布置方案;利用现场微震数据,探讨了微震事件和岩爆的时空相关性。研究结果表明:微震活跃及平静... 以锦屏二级水电站深埋引(排)水隧洞群为工程背景,介绍了微震监测系统的组成,并根据隧洞工程的特点,优选出紧跟掌子面移动整体协同传感器优化布置方案;利用现场微震数据,探讨了微震事件和岩爆的时空相关性。研究结果表明:微震活跃及平静时段与岩爆显现频繁及稀少时段相吻合,微震事件和岩爆的空间分布规律相一致,表明微震事件时空演化规律与岩爆时空分布规律具有良好的相关性。通过分析和研究微震事件时空分布规律,可以对岩爆灾害进行有效预测,为岩爆防治提供科学依据。 展开更多

关键词 岩石力学 微震监测 岩爆 时空分布 深埋隧洞

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深部磷矿山安全开采地压监测与时空演化特征分析 被引量：3

16

作者 李邵军 丰光亮 +3 位作者 瞿定军 郑民总 陈翔 朱宗俊 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期110-118,204,共10页

地压灾害是深部磷矿山安全和绿色开采面临的关键挑战。依托湖北杉树垭地下磷矿山,建立了深部磷矿山开采地压应力-微震原位综合监测系统,开展了磷矿山地压监测及分析技术研究,并结合数值模拟计算,研究了地下磷矿山深部开采过程中地压的... 地压灾害是深部磷矿山安全和绿色开采面临的关键挑战。依托湖北杉树垭地下磷矿山,建立了深部磷矿山开采地压应力-微震原位综合监测系统,开展了磷矿山地压监测及分析技术研究,并结合数值模拟计算,研究了地下磷矿山深部开采过程中地压的响应特性。结果表明:矿区监测区域开采过程中围岩的最大主应力增加约4~10 MPa,围岩扰动应力随着开采时间呈增大趋势,但围岩扰动应力调整幅度逐渐降低;微震活动略显活跃且随时间呈现波动变化,并以小能量微震事件为主,顶板破坏与微震活动两者具有较好的空间一致性,说明地下磷矿山深部开采地压微震监测可行;三维围岩扰动应力全过程数值模拟结果大于原位测试数据,综合测试结果表明目前矿区地压扰动尚处于安全范围内。该研究成果对湖北杉树垭磷矿安全高效开采以及我国深部资源的安全开发具有重要意义。 展开更多

关键词 深部磷矿山 地压监测 扰动应力 微震监测

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基于改进RBF神经网络的最大动剪切模量确定

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作者 陈志强 王亮清 +1 位作者 刘顺昌 丰光亮 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2011年第7期51-56,共6页

采用径向基函数(RBF)神经网络的手段,直接建立最大动剪切模量Gmax与孔隙比e、围压σ3、固结比kc这3个影响因素的非线性关系,避开了寻找Gmax与各影响因素之间定量经验公式的繁琐工作。通过模式搜索法计算出径向基函数的扩展速度的最优值... 采用径向基函数(RBF)神经网络的手段,直接建立最大动剪切模量Gmax与孔隙比e、围压σ3、固结比kc这3个影响因素的非线性关系,避开了寻找Gmax与各影响因素之间定量经验公式的繁琐工作。通过模式搜索法计算出径向基函数的扩展速度的最优值,使模型的预测误差最小。以福建标准砂为例,模式搜索法得出的扩展速度SPREAD最优值为2.287,RBF网络预测的Gmax平均相对误差为0.931 6%,误差很小,说明RBF神经网络能方便、有效地确定不同条件下的Gmax,具有一定的推广利用价值。除了对Gmax能够很好地预测外,RBF网络对G-γ关系曲线也能很好地模拟。 展开更多

关键词 径向基神经网络 最大动剪切模量 Hardin公式 模式搜索法

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硬岩岩爆预测预警研究进展 被引量：46

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作者 李鹏翔 陈炳瑞 +3 位作者 周扬一 肖亚勋 丰光亮 祝国强 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S02期447-465,共19页

岩爆作为一种复杂的、灾难性的地质灾害,自18世纪有资料记录出现以来,就引起了强烈关注。迄今为止,虽然许多学者对岩爆预测预警做了一系列研究,但仍是一个世界性难题。本文系统梳理了现有的岩爆预测预警方法,按其特征将岩爆预测预警方... 岩爆作为一种复杂的、灾难性的地质灾害,自18世纪有资料记录出现以来,就引起了强烈关注。迄今为止,虽然许多学者对岩爆预测预警做了一系列研究,但仍是一个世界性难题。本文系统梳理了现有的岩爆预测预警方法,按其特征将岩爆预测预警方法分为指标判据法、数值指标方法、应用数学方法和现场监测法4个大类。以时间为主轴分析了不同岩爆预测预警方法的发展和演化情况。归纳并评价了不同类别预测预警方法的优缺点及适用范围,同时分析了岩爆预测预警方法类别内部和类别之间的联系及相关性。指出了岩爆预测预警的发展趋势,并对岩爆预测研究的工作重点提出了建议。通过对4类不同岩爆预测预警方法整理和归纳的结果表明:①指标判据法划分为单指标判据和综合指标判据,单指标判据是岩石发生岩爆的必要条件,包含应力条件(应力判据)、岩石性质条件即岩石固有岩爆倾向性条件(能量判据、脆性判据)、岩体质量条件;综合指标判据主要是综合地应力(应力判据)、岩石岩爆倾向性(能量判据、脆性判据)、围岩地质条件(岩爆围岩质量判据)的信息。②岩爆数值指标是从静力学向动力学发展,从单一应用矿山的岩爆指标向多用途多功能发展,从无法表征岩体破坏的弹性理论,向能较好反映岩体破坏后力学性质的劣化过程的弹(脆)塑性理论发展。③以是否依赖相应工程岩爆案例和岩爆指标判据将现有预测岩爆的数学方法划分为两类,即基于岩爆案例样本训练的岩爆综合预测方法和基于综合指标判据的岩爆综合预警方法。④现场监测法是通过直接或间接监测一系列应力、变形、岩体损伤等参数,推断岩爆发生与否或者岩爆等级。⑤随着微震监测技术、大数据及深度学习等人工智能的发展,岩爆预测预警将会更加精细化和智能化。 展开更多

关键词 硬岩 岩爆 预测预警 岩爆判据 微震监测

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高应力下柱状节理玄武岩应力-结构型塌方机制分析 被引量：13

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作者 张建聪 江权 +4 位作者 郝宪杰 丰光亮 李邵军 汪志林 樊启祥 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2556-2568,2577,共14页

柱状节理玄武岩作为一种含特殊节理网络结构的密集节理岩体,其高强度"玄武岩岩块"和特定"优势节理"的二元结构体在高应力下开挖卸荷后极易发生节理面的松弛、张开与滑移,以及柱体破坏解体而导致灾害性塌方,严重制... 柱状节理玄武岩作为一种含特殊节理网络结构的密集节理岩体,其高强度"玄武岩岩块"和特定"优势节理"的二元结构体在高应力下开挖卸荷后极易发生节理面的松弛、张开与滑移,以及柱体破坏解体而导致灾害性塌方,严重制约了高应力大型地下工程安全建设。针对我国在建最大的白鹤滩水电站左岸厂房洞群尾水连接管柱状节理玄武岩多处塌方工程难题,结合现场调查、声波测试、钻孔摄像观测和三维数值反分析,多角度揭示了高地应力下柱状节理岩体应力-结构型塌方特征和灾变形成机制,并提出了相应的开挖与支护控制措施。分析表明:高应力下柱状节理岩体塌方的本质是洞室开挖后围岩应力重分布、柱状节理玄武岩强烈卸荷松弛引起其柱间节理面的张开和结构劣化,进而导致玄武岩柱体折断解体,从而诱发岩体持续的卸荷松弛→渐进塌方链式灾变过程。这一现场测试与分析认识可为深部/高应力下同类密集节理岩体的变形破坏预测与控制研究提供借鉴。 展开更多

关键词 高应力 柱状节理岩体 应力-结构型塌方 现场测试 数值分析

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深埋隧道岩爆位置偏转及其微震活动特征 被引量：19

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作者 李桐 冯夏庭 +5 位作者 王睿 肖亚勋 王勇 丰光亮 姚志宾 牛文静 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2847-2854,共8页

川藏铁路拉林段控制性工程巴玉隧道,施工过程中岩爆频发且呈现邻近区域岩爆位置不一现象。为此,通过微震监测系统原位观测了岩爆位置偏转过程中的岩体破裂演化规律,进一步探讨了岩爆位置发生偏转的原因。研究结果表明:岩爆位置偏转段两... 川藏铁路拉林段控制性工程巴玉隧道,施工过程中岩爆频发且呈现邻近区域岩爆位置不一现象。为此,通过微震监测系统原位观测了岩爆位置偏转过程中的岩体破裂演化规律,进一步探讨了岩爆位置发生偏转的原因。研究结果表明:岩爆位置偏转段两侧微震信息呈不均匀分布特征,微震活动(事件数、能量和视体积等参数)随岩爆偏转向岩爆发生位置集核偏转,两者具有良好的空间相关性。岩爆位置偏转段岩体损伤区及视应力的演化特征说明岩爆位置偏转与局部应力集中区变化相关,应力集中程度大的区域更易发生岩爆。相关研究成果对岩爆位置偏转预警及防治具有一定借鉴和参考意义。 展开更多

关键词 深埋隧道 川藏铁路 岩爆 微震监测 偏转 应力集中区

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