滯後型岩爆前兆信息識別及多元預警機制研究

《滯後型岩爆前兆信息識別及多元預警機制研究》是依託大連理工大學,由馬天輝擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：滯後型岩爆前兆信息識別及多元預警機制研究
• 依託單位：大連理工大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：馬天輝

項目摘要

隨著地下工程的深地施工，岩爆災害日益突出，已經成為岩石力學亟需解決的難題。對於岩爆災害即時預警，更是重中之重。本項目以滯後型岩爆前兆信息識別及預警這一關鍵科學問題為核心，基於斷裂力學、電磁學、地震學等多學科交叉的研究方法，進行岩爆前兆信息的聲電信號特徵識別，研究圍岩在蠕變過程中的微破裂和電磁輻射前兆及其時空演化規律。根據卸荷蠕變變形損傷演化規律及蠕變率隨時間的發展階段特徵，構建高應力作用下岩體蠕變損傷模型。套用大規模數值分析方法研究岩體損傷破壞特徵與微震、電磁輻射等前兆信息的耦合關係，提出滯後型岩爆前兆信息辨識準則與監測原理，建立岩爆災害多元連續監測預警技術體系，即岩爆災害時間上從早期綜合分析預測到實時監測預警，空間上從區域監測預警到局部監測預警的時空連續監測預警，並按無、弱、中、強4級對滯後型岩爆進行分級預測預報，為尋求地下工程變形失穩控制及長期穩定性的預測提供理論和套用基礎。

結題摘要

本項目以滯後型岩爆前兆信息識別及預警這一關鍵科學問題為核心，依託秦嶺引漢濟渭工程和荒溝抽水蓄能電站地下廠房工程，基於斷裂力學、電磁學、地震學等多學科交叉的研究方法，進行岩爆前兆信息的聲電信號特徵識別，研究圍岩在蠕變過程中的微破裂和電磁輻射前兆及其時空演化規律。根據微破裂的時、空、強（時間、空間、強度）特徵和頻度與聚集程度及其巨觀發展規律，揭示了岩石破裂的3S現象與微破裂活動時空演化之間的關係，提出微破裂是區域應力變化顯現的論斷；基於背景應力場擾動與微震活動性關係，建立不良地質結構的微震探測方法，分析微震活動性與岩體鬆弛變形活動性之間的關係，提出考慮微震能量耗散的岩體損傷準則；根據岩體損傷破壞特徵與微震、電磁輻射等前兆信息的耦合關係，借鑑模糊數學理論，提出滯後型岩爆前兆信息辨識準則與監測原理，建立岩爆災害多元連續監測預警技術體系，即岩爆災害時間上從早期綜合分析預測到實時監測預警，空間上從區域監測預警到局部監測預警的時空連續監測預警，並按無、弱、中、強4級對滯後型岩爆進行分級預測預報，為地下工程岩爆風險防控奠定理論基礎。在本項目的資助下，課題組獲得授權發明專利7項，獲得省部級科技進步二等獎1項，省部級學術成果二等獎1項，省部級教學成果一等獎1項。在國際刊物上發表論文8篇，國核心心刊物上發表論文6篇。其中，SCI收錄論文8篇，EI收錄論文12篇。培養博士研究生5人，碩士研究生11人。參加國際學術會議7人次。