巖爆是高地應(yīng)力條件下的動(dòng)態(tài)過程,能量的快速釋放導(dǎo)致巖石自發(fā)爆炸。這可能導(dǎo)致設(shè)備損壞、人員傷亡和施工延誤,是一種具有破壞性極大的工程地質(zhì)災(zāi)害,給實(shí)際工程帶來嚴(yán)重?fù)p失。隨著我國基礎(chǔ)工程的不斷推進(jìn),尤其是地下空間的不斷發(fā)展以及采礦工程的不斷深入,在可見的未來,我國的巖爆預(yù)防與控制問題將越來越突出,成為深部地下空間工程地質(zhì)災(zāi)害防治領(lǐng)域的重要課題。巖爆傾向性預(yù)測是防控巖爆災(zāi)害的重要基礎(chǔ)。根據(jù)預(yù)測的結(jié)果對工程及時(shí)反饋并采取安全防護(hù)對策,減少或避免巖爆災(zāi)害帶來的損失,這對于地下空間工程的建設(shè)及深部礦石開采具有重要的理論意義與實(shí)用價(jià)值。但由于巖爆的復(fù)雜機(jī)理和眾多分類標(biāo)準(zhǔn),這導(dǎo)致它們成為深層地下建筑和采礦工程中極為棘手的問題。在當(dāng)前實(shí)踐中,普遍采用多種巖爆評估標(biāo)準(zhǔn),其中包括了發(fā)生在巖爆中的各種內(nèi)、外在因素,并在巖爆預(yù)測中發(fā)揮了重要作用。巖爆預(yù)測主要分為兩類:長期預(yù)測和短期預(yù)測。長期預(yù)測的主要目標(biāo)是在工程項(xiàng)目的初始階段為決策提供指導(dǎo),而短期預(yù)測的主要目標(biāo)是預(yù)測巖爆發(fā)生的詳細(xì)時(shí)間和具體位置。本文主要考慮的是長期巖爆預(yù)測,在前人的研究基礎(chǔ)上,總結(jié)了大量的工程實(shí)際成果應(yīng)用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中,并結(jié)合實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)對其... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

引漢濟(jì)渭工程秦嶺引水隧洞巖爆破壞現(xiàn)場[5]

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的巖爆預(yù)測方法研究2(a)拱頂以及拱部巖爆(b)拱部巖爆圖1.1引漢濟(jì)渭工程秦嶺引水隧洞巖爆破壞現(xiàn)場[5]如果能在實(shí)際地下工程中對可能即將發(fā)生的巖爆進(jìn)行合理、及時(shí)的預(yù)報(bào)并且對相應(yīng)的巖爆烈度有針對性地采取防治措施，就可以減少或者杜絕人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因此展開巖爆預(yù)測的研究具有十分重要的意義。(a)拱頂巖塊崩出(b)邊墻豎向巖層擠壓崩出圖1.2甘姆奇克鐵路隧道巖爆破壞現(xiàn)場[6]1.2巖爆的研究現(xiàn)狀1.2.1巖爆一般特征與產(chǎn)生機(jī)制由于巖爆是一種非常復(fù)雜的動(dòng)力現(xiàn)象，所以至今為止人們對于地下工程中巖爆的形成條件及機(jī)理還沒有一個(gè)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。但主要影響因素有巖石的巖性、地應(yīng)力、巖體結(jié)構(gòu)、埋深、地下水、施工開挖方式。從煤礦的開采環(huán)境來分析，由于采礦深度的增加將會(huì)導(dǎo)致煤層頂?shù)装鍓毫Φ脑龃�，尤其是掌子面附近的頂、底板移近量的急劇增大，對煤層的夾持作用越加明顯，十分有利于煤層中彈性勢能的聚集。另外，由于煤層自身的物理力學(xué)性能也將會(huì)發(fā)生明顯的改

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的巖爆預(yù)測方法研究4在這里應(yīng)該指出的是，無論是一次性巖爆，還是由于多次應(yīng)力調(diào)整所發(fā)生的多發(fā)性巖爆，這三個(gè)階段所構(gòu)成的漸進(jìn)破壞過程都是十分短促的。在這三個(gè)巖爆破壞階段的時(shí)序以及空間關(guān)系上是由洞壁向里依次重復(fù)重迭發(fā)生，如圖1.5所示。C劈開B剪斷A彈射圖1.5天生橋巖爆漸進(jìn)破壞過程時(shí)序關(guān)系示意圖[10]徐林生等人[11]將斷面洞壁切向應(yīng)力和巖石單軸抗壓強(qiáng)度c的比值c作巖爆等級判據(jù)，在經(jīng)過現(xiàn)場測試川藏公路二郎山隧道段后研究得出巖爆形成力學(xué)機(jī)制大體上至少可以歸納為壓致拉裂、壓致剪切拉裂以及彎曲鼓折（潰屈）等3種基本類型，也可以同時(shí)以多種組合方式出現(xiàn)。而劉翌晨[12]在經(jīng)過室內(nèi)巖爆模擬過程中發(fā)現(xiàn)，在不同圍壓下，巖石發(fā)生巖爆時(shí)的最大主應(yīng)力及破壞程度有所差別：圍壓較小或較大時(shí)，更容易發(fā)生巖爆破壞；圍壓在一定范圍內(nèi)時(shí)試樣更加穩(wěn)定，但發(fā)生巖爆時(shí)，破壞程度更加嚴(yán)重。而楊淑清[13]通過建立天生橋二級水電站引水隧洞相似材料巖爆機(jī)制物理模擬試驗(yàn)，最后得出在天生橋隧洞中，由巖爆造成的圍巖破壞有2種機(jī)制，它們是2種應(yīng)力水平的產(chǎn)物，即劈裂破壞與剪切破壞，其中劈裂破壞屬脆性斷裂，而剪切破壞則是巖石應(yīng)力達(dá)到峰值時(shí)的極限狀態(tài)。前者形成的破壞面與孔口邊界平行，而后者與孔口邊界斜交，呈對數(shù)螺旋形。綜上所述，由于巖爆是極為復(fù)雜的動(dòng)力失穩(wěn)現(xiàn)象，實(shí)際上由于大埋深產(chǎn)生的高地溫問題及過水后水壓等因素對巖石性質(zhì)的影響也是不可忽視的。因此，到目前為止，關(guān)于巖爆的形成機(jī)制還沒能形成統(tǒng)一。1.2.2巖爆分類及主要依據(jù)巖爆預(yù)測和防治的基本依據(jù)是巖爆的分類。需要注意的是，巖爆分類主要根據(jù)彈性應(yīng)變能的儲(chǔ)存與釋放特征、應(yīng)力作用方式以及破壞形式進(jìn)行[14]。而巖爆烈度分級主要是指巖爆發(fā)生的強(qiáng)烈

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于改進(jìn)MATLAB-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的隧道巖爆預(yù)測模型[J]. 孫臣生.  重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(10)
[2]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的巖土膠結(jié)材料速率敏感效應(yīng)預(yù)測研究[J]. 曠杜敏,龍志林,周益春,閆超萍,陳佳敏.  巖土力學(xué). 2019(S1)
[3]地下工程圍巖潛在巖爆問題評估方法[J]. 張傳慶,俞縉,陳珺,盧景景,周輝.  巖土力學(xué). 2016(S1)
[4]不同卸載速率下巖爆破壞特征試驗(yàn)分析[J]. 何滿潮,趙菲,杜帥,鄭茂炯.  巖土力學(xué). 2014(10)
[5]動(dòng)靜組合加載條件巖爆特性及傾向性指標(biāo)[J]. 殷志強(qiáng),李夕兵,董隴軍,金解放,馬海峰.  中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(09)
[6]基于AHP-TOPSIS評判模型的巖爆傾向性預(yù)測[J]. 龔劍,胡乃聯(lián),崔翔,王孝東.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2014(07)
[7]應(yīng)變型巖爆三要素分析及巖爆勢表達(dá)[J]. 尚彥軍,張鏡劍,傅冰駿.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2013(08)
[8]基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及非線性回歸的巖爆判據(jù)[J]. 張光存,高謙,杜聚強(qiáng),李鏗鏗.  中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(07)
[9]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隧道施工巖爆預(yù)測研究[J]. 張俊峰.  路基工程. 2013(03)
[10]BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)預(yù)測方法在巷道底板巖爆中的應(yīng)用[J]. 薛楊朔,孫志國,于全有.  煤礦安全. 2013(03)

博士論文
[1]巖爆聲音信號(hào)特征與動(dòng)態(tài)預(yù)警方法研究[D]. 劉鑫錦.廣西大學(xué) 2018
[2]深埋隧道穩(wěn)定性分析的智能化及非線性研究[D]. 王心飛.重慶大學(xué) 2006
[3]深部硬巖巖爆傾向性動(dòng)態(tài)預(yù)測模型及其應(yīng)用[D]. 郭立.中南大學(xué) 2004
[4]隧道開挖地質(zhì)災(zāi)害規(guī)律與防治對策研究[D]. 杜煒平.中南大學(xué) 2001

碩士論文
[1]引漢濟(jì)渭工程秦嶺引水隧洞巖爆發(fā)生機(jī)理研究[D]. 張鵬.西南交通大學(xué) 2018
[2]某銅礦山巖爆誘發(fā)傾向及采場結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化研究[D]. 郭瑞凱.江西理工大學(xué) 2018
[3]甘姆奇克鐵路隧道巖爆預(yù)測研究[D]. 李森.西南交通大學(xué) 2018
[4]基于模糊綜合評價(jià)的巖爆危險(xiǎn)性預(yù)測[D]. 張曉燕.河北工程大學(xué) 2017
[5]地下礦井深埋巷道巖爆預(yù)測及危險(xiǎn)性研究[D]. 靳雅蕙.中北大學(xué) 2017
[6]某硬巖礦山無階段礦柱開采巖爆誘發(fā)傾向及失穩(wěn)控制研究[D]. 劉浩.江西理工大學(xué) 2015
[7]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與微震信息的巖爆預(yù)測[D]. 李廣寬.東北大學(xué) 2011
[8]江邊水電站引水隧洞巖爆預(yù)測與控制研究[D]. 張德永.山東大學(xué) 2011
[9]大相嶺隧道巖爆災(zāi)害分階段預(yù)測與控制技術(shù)研究[D]. 張俊峰.西南交通大學(xué) 2010
[10]金川礦山深部巖石巖爆傾向性研究[D]. 李麗娟.中南大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3617090