[发明专利]一种基于可释放弹性应变能的岩爆预报方法

摘要

一种基于可释放弹性应变能的岩爆预报方法，该方法包括以下步骤步骤1建立围岩应力计算模型，分析开挖后围岩的应力状态，并计算开挖后围岩的弹性应变能U1步骤2计算出围岩翼裂纹扩展耗能Ut及主裂纹面上的摩擦耗能Wf；步骤3获得岩体在不同围压下加载的储能极限值U0；步骤4得到围岩开裂后可释放弹性应变能Ue；通过计算围岩开裂后可释放弹性应变能与其储能极限的比值Ue/U0，以此预判围岩是否发生岩爆。本发明提供的一种基于可释放弹性应变能的岩爆预报方法，可以解决不能很好的预测岩爆发生的灾害阶段，不够精确的问题，能更加准确可靠的预报岩爆的发生，并能够更加真实客观的体现出围岩开挖过程中能量的集聚、耗散和释放特征。

主权项

一种基于可释放弹性应变能的岩爆预报方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1：基于初始地应力场和隧洞开挖横断面形状，建立围岩应力计算模型，分析开挖后围岩的应力状态，并计算开挖后围岩的弹性应变能U1：步骤2：假设在围岩中存在长度为2a、与隧洞径向成β角的初始微裂纹，裂纹距隧洞中心的距离为r，裂纹在径向正应力σθ和环向正应力σr双向压应力作用下，计算出围岩翼裂纹扩展耗能Ut及主裂纹面上的摩擦耗能Wf；步骤3：对开挖岩体区域进行钻孔取样，对岩样进行不同围压下的常规三轴压缩试验，获得岩体在不同围压下加载的储能极限值U0；步骤4：基于能量守恒定律，通过在围岩应变能密度U1中扣除围岩开裂过程中的能量耗散值Ud，即可得到围岩开裂后可释放弹性应变能Ue；通过计算围岩开裂后可释放弹性应变能与其储能极限的比值Ue/U0，以此预判围岩是否发生岩爆。