断裂滑移型岩爆触发条件及机理

　　(1) 扰动触发岩爆的研究多是基于扰动对于岩体能量平衡状态的影响展开的。 扰动源的存在虽然为断裂滑移型岩爆提供了外部动力条件,但是并非所有的扰动都会触发断裂滑移型岩爆。 若是岩体(块)强度小于结构面破坏强度,岩体内部主要以脆性断裂破坏为主;若是岩体结构面强度远小于岩体(块)强度,岩体则以发生剪切滑移破坏为主;若是两者强度相差不大,岩体将发生混合类型破坏。外界动力扰动主要对剪切滑移破坏岩体起作用,高频动力扰动可以有效降低岩块(体) 结构面摩擦系数,促使岩体发生剪切滑移失稳,这是发生断裂滑移型岩爆的根本内因。 因此,进一步揭示动力扰动幅值和扰动频率等对岩体结构面摩擦系数的影响规律,将有助于探明断裂滑移型岩爆的扰动触发机理。

　　(2) 岩体内部地质结构是影响岩体触发断裂滑移型岩爆的重要因素。 岩体内部天然结构缺陷将会直接降低岩体稳定程度,这是岩体发生断裂滑移破坏的地质构造条件。 但是,岩体内部锁固结构的存在,将会增强岩体稳定性。 所以,岩体内部是否能够形成锁固结构,将直接影响岩体是否容易发生剪切滑移破坏。岩体锁固结构通过影响岩体受力状态和能量状态分布进而影响岩体失稳破坏形式。 岩体内部结构差异将决定岩体是以发生断裂破坏为主,还是以发生剪切滑移破坏为主。 因此, 明确岩体内部结构特征,对于掌握岩爆风险评价和 预测预警具有重要意义。

　　断裂滑移型岩爆预测预警及调控 

　　(1) 近年来,针对岩爆灾害预测预报不及时、不准确问题,国内外学者多是基于单一岩爆前兆特征的预报预警开展研究。通过设定致灾阈值进行岩爆灾害预警,但单一岩爆前兆参量灾害预警不能满足岩体大范围、连续、实时的预警需求,而多前兆 参量关联分析则可以实现岩石失稳预警信息的互补。 目前,针对断裂滑移型岩爆,尤其是动力扰动型岩爆的致灾因子研究不足。另外,关于岩石宏观破裂行为的评价指标多是从岩爆外因考虑,鲜有研究从岩爆力学触发本质出发来分析岩爆诱因与各致灾因子之间的内在联系。 因此,逐步探索建立以物理监测指标为基础,以数学模型为内核,以岩体 红外温度指数-声发射监测指数-应力/ 损伤指数为构架的岩体滑移失稳危险预警模型,实现对岩体断裂滑移破裂时间和破裂源的定量预警,将对于岩体滑移失稳风险评价和预测预警具有重要意义。 

　　(2) 岩爆威胁何时来,发生岩爆后会导致什么后果,是目前隧道岩爆治理面临的主要问题。 有效、及时的岩爆灾害监测预警方法作为工程领域的难题,目前仍然没有得到很好的解决。 利用经验驱动方法进行岩爆灾害预测预警时,往往对海量监测数据的使用不够充分,导致大量监测数据浪费和有 效信息丢失。 因此,通过分析断裂滑移型岩爆的主控致灾因子和诱发致灾因子,探讨岩爆致灾因子与特征前兆参量之间的定量关系,明确断裂滑移岩爆静态孕育与动态突出的数学表征,为岩爆等动力灾 害的危险评价和预测预警奠定理论基础。

　　(3) 由于断裂滑移型岩爆灾害兼具静力学缓变形和动力学冲击变形的特点,因此其支护措施不仅需要能经受静态力学条件下高应力荷载长期作用,还需要能够抵御岩爆触发时强大的动力荷载作用。这就需要岩爆支护结构既要具备一定的让压吸能作用,还要具备一定的抵抗剪切变形能力。强大的抗剪切支护能力可以有效提高岩体抗剪切变形强度,实现潜在滑移岩体的缓变形、低速率滑移失稳,确保岩体“滑而不爆”,降低断裂滑移型岩 爆触发风险。 因此,必须在工程开挖前对岩体结构面进行超前地质预报,评估岩体结构面及潜在滑移 块体规模,对岩爆触发风险进行定量评估,然后选择合适的开挖方式和岩爆支护措施,以保证岩体中积蓄的高弹性应变能以和缓的方式释放,使高应力岩体处于低储能、缓变形的稳定状态,有效抵抗岩爆发生风险。

来源：《断裂滑移型岩爆风险评价和预警方法研究现状》