Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự phát triển năng lượng trong mô hình nổ đá dưới tác động của gradient ứng suất khác nhau
Tóm tắt
Để nghiên cứu ảnh hưởng của các gradient ứng suất khác nhau đến nguy cơ nổ đá, một kỹ thuật thí nghiệm mới đã được đề xuất và một loạt thử nghiệm dưới các đường gradient ứng suất khác nhau đã được thực hiện trên các mẫu (400 mm × 600 mm × 1000 mm) bằng cách sử dụng thiết bị thử nghiệm kết hợp thủy lực - khí nén ba chiều thực. Các hiện tượng hư hại, đặc điểm lực và tín hiệu phát xạ âm thanh (AE) của mẫu trong quá trình nổ đá đã được phân tích một cách hệ thống. Kết quả thí nghiệm cho thấy các phân bố gradient ứng suất khác nhau không chỉ ảnh hưởng đến cơ chế hư hại của mẫu, mà còn ảnh hưởng đến đặc tính chuyển đổi năng lượng. Khi gradient ứng suất tăng từ 0 đến 6, chỉ số r giảm từ 0.93 xuống 0.37 và đặc điểm phát triển theo quy luật lũy thừa của gia tốc năng lượng trở nên rõ ràng. Năng lượng được giải phóng sau khi xảy ra nổ đá chiếm lần lượt 31.1%, 41%, 77.7% và 87.5% tổng năng lượng, đây là lý do quan trọng dẫn đến xu hướng hư hại nghiêm trọng của hiện tượng nổ đá. Cường độ nổ đá có thể được phán đoán dựa trên tỷ lệ ứng suất/cường độ tương ứng với điểm uốn của đường cong thích ứng năng lượng AE dưới các gradient ứng suất khác nhau, điều này có thể được sử dụng như một dấu hiệu quan trọng trước khi nổ đá xảy ra.
Từ khóa
#nổ đá #gradient ứng suất #phát xạ âm thanh #hư hại #chuyển đổi năng lượngTài liệu tham khảo
Jirankova E, Konicek P (2022) Ground surface uplift during hardcoal longwall mining. Int J Rock Mech Min. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2022.105099
Singh DK, Mandal A, Karumanchi SR et al (2018) Seismic behaviour of damaged tunnel during aftershock. Eng Fail Anal. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2018.06.028
Zhang M, Liu S, Shimada H (2018) Regional hazard prediction of rock bursts using microseismic energy attenuation tomography in deep mining. Nat Hazards 93(3):1359–1378. https://doi.org/10.1007/s11069-018-3355-3
Song L, Wang G, Wang X et al (2022) The influence of joint inclination and opening width on fracture characteristics of granite under triaxial compression. Int J Geomech 22(5):04022031. https://doi.org/10.1061/(ASCE)GM.1943-5622.0002372
Feng GL, Chen BR, Xiao YX et al (2022) Microseismic characteristics of rockburst development in deep TBM tunnels with alternating soft-hard strata and application to rockburst warning: a case study of the Neelum-Jhelum hydropower project. Tunn Undergr Sp Techn. https://doi.org/10.1016/j.tust.2022.104398
Niu W, Feng XT, Yao Z et al (2022) Types and occurrence time of rockbursts in tunnel affected by geological conditions and drilling and blasting procedures. Eng Geol. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2022.106671
Jiang L, Wu Q, Wu Q et al (2019) Fracture failure analysis of hard and thick key layer and its dynamic response characteristics. Eng Fail Anal 98:118–130. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2019.01.008
Liu X, Wang G, Song L et al (2023) A new rockburst criterion of stress–strength ratio considering stress distribution of surrounding rock. B Eng Geol Environ 82(1):1–13. https://doi.org/10.1007/s10064-022-03042-x
Majedi MR, Afrazi M, Fakhimi A (2021) A micromechanical model for simulation of rock failure under high strain rate loading. Int J Civ Eng 19(5):501–515. https://doi.org/10.1007/s40999-020-00551-2
Ghamgosar M, Williams DJ, Erarslan N (2017) Experimental investigation of fracture process zone in rocks damaged under cyclic loadings. Exp Mech 57(1):97–113. https://doi.org/10.1007/s11340-016-0216-4
He M, Zhao J, Deng B et al (2022) Effect of layered joints on rockburst in deep tunnels. Int J Coal Sci Techn 9(1):21. https://doi.org/10.1007/s40789-022-00489-x
Rudziński Ł, Mirek K, Mirek J (2019) Rapid ground deformation corresponding to a mining-induced seismic event followed by a massive collapse. Nat Hazards 96(1):461–471. https://doi.org/10.1007/s11069-018-3552-0
Li X, Chen S, Wang E et al (2021) Rockburst mechanism in coal rock with structural surface and the microseismic (MS) and electromagnetic radiation (EMR) response. Eng Fail Anal. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2021.105396
Wang G, Song LB, Liu XQ et al (2022) Shear fracture mechanical properties and acoustic emission characteristics of discontinuous jointed granite. Rock Soil Mech 43(6):1533–1545
Feng X, Zhou Y, Jiang Q (2019) Rock mechanics contributions to recent hydroelectric developments in China. J Rock Mech Geotech Eng 11(3):511–526
Cook NGW (1965) The failure of rock. Int J Rock Mech Min 2(04):389–403. https://doi.org/10.1016/0148-9062(65)90004-5
Tarasov BG, Randolph MF (2008) Frictionless shear at great depth and other paradoxes of hard rocks. Int J Rock Mech Min 45(03):316–328. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2007.06.001
Ozturk H, Guner D (2017) Failure analysis of thin spray-on liner coated rock cores. Eng Fail Anal 79:25–33. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2017.03.024
He MC, Ribeiroe Sousa L, Miranda T et al (2015) Rockburst laboratory tests database-Application of data mining techniques. Eng Geol 85:116–130. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2014.12.008
Su G, Chen Z, Ju JW et al (2017) Influence of temperature on the strainburst characteristics of granite under true triaxial loading conditions. Eng Geol 222:38–52. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2017.03.021
Gong QM, Yin LJ, Wu SY et al (2012) Rock burst and slabbing failure and its influence on TBM excavation at headrace tunnels in Jinping II hydropower station. Eng Geol 124:98–108. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2011.10.007
Qian Q (2014) Definition, mechanism, classification and quantitative forecast model for rockburst and pressure bump. Rock Soil Mech 35(1):1–6
Zhou H, Xu RC, Lu JJ et al (2015) Study on mechanisms and physical simulation experiment of slab buckling rockburst in deep tunnel. Chi J Rock Mech Eng 34(2):3658–3666
Ghasemi E, Gholizadeh H, Adoko AC (2020) Evaluation of rockburst occurrence and intensity in underground structures using decision tree approach. Engi Comput-Germany 36(01):213–225. https://doi.org/10.1007/s00366-018-00695-9
Kobayashi F, Altiner D (2008) Late Carboniferous and Early Permian fusulinoideans in the central Taurides, Turkey: biostratigraphy, faunal composition and comparison. J Foramin Res. https://doi.org/10.2113/gsjfr.38.1.59
Singh AK, Singh R, Maiti J et al (2011) Assessment of mining induced stress development over coal pillars during depillaring. Int J Rock Mech Mining Sci 48(05):805–818. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2011.04.004
Zhang Z, Xie H, Zhang R et al (2019) Deformation damage and energy evolution characteristics of coal at different depths. Rock Mech Rock Eng 52(05):1491-s1503. https://doi.org/10.1007/s00603-018-1555-5
SoleimanMeigooni F, Tehranizadeh M (2022) Effect of mainshock–aftershock excitations on seismic energy dissipation mechanism of RC frames. J Earthq Tsunami 16(05):2250012. https://doi.org/10.1142/S1793431122500129
Pagliara S, Roshni T, Palermo M (2015) Energy dissipation over large-scale roughness for both transition and uniform flow conditions. Int J Civ Eng 13(3):341–345
Niu Y, Zhou X (2021) Forecast of time-of-instability in rocks under complex stress conditions using spatial precursory AE response rate. Int J Rock Mech Min. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2021.104908
Guo J, Zhang W, Zhao Y (2018) Multi-dimensional cloud model comprehensive evaluation method for rockburst prediction. Chi J Rock Mech Eng 37(5):1199–1206
Wang S, Si G, Wang C et al (2022) Quantitative assessment of the spatio-temporal correlations of seismic events induced by longwall coal mining. J Rock Mech Geotech 14(5):1406–1420. https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2022.04.002
Niu Y, Hu Y, Wang J (2023) Cracking characteristics and damage assessment of filled rocks using acoustic emission technology. Int J Geomech 23(4):04023013. https://doi.org/10.1061/IJGNAI.GMENG-8034