岩爆特征及机理范文

岩爆特征及机理
岩爆是指在高温高压条件下，岩石内部因爆炸性破裂产生的碎片、块
状物等各种规模的岩体碎片通过空气、水等介质向外喷发的一种自然灾害。

岩爆具有以下几种特征：
1.爆炸性现象：岩爆是一种爆炸性的破裂现象，在爆炸瞬间会产生巨
大能量，使岩石瞬间破裂碎裂，产生大量岩屑冲击向周围空间。

2.孤立性：岩爆通常是局部爆炸所致，爆炸的范围是局限的，在其周
围的岩石很少受到影响。

3.不规则性：岩爆形成的岩屑形态不规则，多呈块状或片状，大小不一。

4.高速性：岩爆中的岩屑具有向外高速飞出的特征，具有很高的起始
速度及动能。

5.频繁性：岩爆往往发生在火山、地震等地质灾害频繁的地带，多次
和连续发生，给人们的生命财产带来威胁。

岩爆产生的机理有多种可能，主要有以下几种：
1.热爆炸：由于地壳内部的高温高压，加上受到地震等外力作用，岩
石内部压力剧增，引起内部热量的迅速释放，导致热爆炸的发生。

2.气爆：地层内的气体受到热度、压力的影响，突然释放出来，形成
巨大的爆炸，造成岩石的冲击破裂。

3.活性地震：在地震发生的瞬间，岩石内部的应力瞬间释放，岩体产
生剧烈破裂和变形，产生岩爆现象。

4.冰爆：在山地或极地高海拔区域，冷却作用使水分形成冰，岩石因温差等原因受到冲击后，发生变形破裂，使冰体碎片飞溅而成岩屑。

总之，岩爆现象是一种在高温高压条件下，岩石内部发生爆炸性破裂的自然现象。

产生机理复杂，需要综合考虑各种环境条件因素的影响。

岩爆机理的试验研究
岩爆机理是地质勘探和岩土工程中常用的一种开采方法，是指采用爆破来开拓岩石的一种方法。

今天，我们要研究的是岩爆机理的试验研究。

岩爆机理的试验研究，是一项十分复杂的研究，取决于很多因素，如设计爆破剂量、爆破孔距以及岩石物理性质，当然也得考虑爆破效果的参数，包括爆破破碎程度、岩石粉碎精度等。

为了更好地掌握岩爆机理，并取得理想的效果，我们必须进行大量的试验研究，来检测岩爆机理的参数，得出合理的设计方案。

首先，我们要做的就是测量爆破剂量。

这是研究岩爆机理的核心内容，也是最重要的环节。

为了获得理想的爆破效果，必须根据岩石的性质来定制和确定爆破剂量，保证获得理想的爆破效果。

其次，我们要确定爆破孔距，这也是岩爆机理研究的重要环节。

根据不同的岩石性质来确定孔距，使爆破更加有效，也就是要求孔距不同，以达到最佳的爆破效果。

第三，我们要研究岩石物理性质，因为爆破剂量、孔距和爆破效果都受岩石性质的影响。

爆破剂量和孔距的最佳配置需要根据岩石的物理特性来确定，才能取得理想的爆破效果。

最后，我们要测试爆破效果，以评估岩爆机理的效果。

我们需要测试爆破破碎程度、岩石粉碎精度等参数，以衡量出爆破效果的好坏，并根据测试结果进行后续调整。

综上所述，岩爆机理试验研究引出了多项任务，包括测量爆破剂
量、确定爆破孔距、研究岩石物理特性以及测试爆破效果等。

这些任务必须经过大量试验研究，通过综合分析，才能得出合理的设计方案，从而取得最佳的爆破效果。

岩爆发生的机理分析及防治措施综述岩爆发生的机理分析及防治措施综述摘要：深部洞室的岩爆已成为水利、隧道、深部采矿工程建设的突出问题。

近年来，我国在深部采矿，隧道开挖等工程领域快速发展，由于工程经验相对较少，且多数理论研究成果很难解释岩爆的发生机理，因此对岩爆的发生机理及防治措施研究显得尤为重要和迫切。

通过介绍已有的岩爆发生机理，比较现有的岩爆发生机理，指出各岩爆机理的优缺点，并提出需要改进的部分，并对相关的隧洞工程总结有效的防治措施。

最后结合当前的研究现状提出几点见解，以期为岩爆区的工程设计、施工建设提供有益参考。

关键词：岩爆；地应力；应变能；隧洞；断裂力学E-mail：ambitiousxjfeng@引言自1738年在英国锡矿坑道中首次发现岩爆现象以来，各国在深部地下工程中的岩爆现象越来越多，这与人类不断向深部开采资源，发展地下空间的活动密切相关。

岩爆作为一种人类地下深部工程活动的产物，其定义众多，目前尚未有统一的认识。

广泛被接受的定义：在高地应力深部地下洞室中，脆性岩石卸荷造成存储的应变能突然释放，使洞室围岩出现崩落，甚至弹射并伴随爆裂声的一种动力失稳现象[1]。

岩爆的发生会给工程造成巨大的损失，严重的情况会造成大型机械设备的损坏以及人员的伤亡，因此对深部岩石的岩爆现象研究显得特别重要。

随着矿山、水利水电、铁路公路交通隧道等工程向深部发展，岩爆作为一种地质灾害现象，其发生越来越频繁。

[2]岩爆作为一种复杂的深部地下工程活动现象，其发生原因受多种因素的影响，因此对岩爆形成的机理研究以及准确预测显得特别困难。

为解决当前我国深部地下工程活动中的地质灾害问题，需要对岩爆发生的力学机理，物理现象做深入的研究，结合室内试验，现场试验以及现场检测对其发生的时间，发生的强度、烈度做进一步精确的预测。

我国自1933年在抚顺胜利煤矿报道岩爆事故以来，已记载了大量的工程岩爆事故，特别近几年来，随着我国不断向深部地下空间发展，岩爆现象发生频繁。

岩爆的原理岩爆是指岩石在高温和高压环境下发生剧烈爆破的现象。

岩爆的原理主要涉及岩石受到应力的作用，导致弹性能量积累并达到临界点时，岩石发生应力释放和有序破裂。

下面将详细解释岩爆的原理。

在地壳深处存在着许多岩石，受到地球内部和外部的各种力的作用。

这些力有地球内部热液的高温高压、地壳运动的挤压和拉伸力等，使得岩石遭受了极高的应力。

当岩石的应力达到其抗压强度极限时，岩石会突然破裂并释放出巨大的能量，形成岩爆。

岩爆的发生主要取决于岩石的物理和力学性质，以及周围环境的条件。

岩爆的原理可以解释为以下几个方面：1. 弹性能量积累：当岩石受到外部应力时，其会发生弹性变形，形成应变能。

岩石的弹性模量和体积决定了其储存弹性能量的能力。

长期以来，岩石受到复合应力的作用，使得其内部产生了巨大的弹性能量。

2. 应力释放和有序破裂：当岩石内部积累的应力超过其抗压强度时，岩石会发生应力释放和有序破裂。

岩石断裂面的扩展和错动会导致岩石内部应力的剧烈释放，并释放出大量的能量。

3. 管道效应和波动扩散：当岩石发生破裂时，由于断裂面的错动，会形成管道效应。

这种效应使得能量沿着断裂面向外传播，产生巨大的冲击波和爆炸波。

同时，在岩石内部和周围会产生巨大的应力波、压力波和剪切波，使得岩石周围的岩层也受到了破坏和变形。

4. 能量释放和喷发：岩爆的释放能量通常以爆炸的形式表现出来，这种爆炸会产生大量的高温和高压热气体。

这些高温高压气体会迅速膨胀并向周围环境释放，形成岩层喷发和崩塌的现象。

岩爆的原理是复杂的，涉及岩石的物理、化学和力学特性等多个方面。

岩石的类型、温度、压力和湿度等条件都会影响岩爆的发生和规模。

同时，随着岩石内部应力的增加和释放，岩爆也会引发地震、火山喷发等自然灾害。

为了避免岩爆的发生和减小其危害，对于有潜在岩爆危险的地质环境，应采取措施进行预警和监测，同时采取适当的工程措施来增加岩石的稳定性和抗压能力。

这样可以更好地预防和应对岩爆带来的灾害。

岩爆引言：岩爆是一种地质现象，指的是岩石在地下岩层中受到强大的压力作用，导致岩石破裂和破碎，释放出巨大的能量。

岩爆通常发生在地质活跃的地区，如火山地区和地震带，对周围环境和人类活动都有着重大影响。

本文将介绍岩爆的形成机制、危害和防治措施。

一、岩爆的形成机制1. 岩层压力：岩爆的形成首先是由于地下岩石层受到强大的压力作用。

岩层压力可以来自于地壳运动、地下水位的降低、地震等因素。

当岩石受到压力时，原本稳定的岩石结构会发生破裂。

2. 岩层脆化：岩石在受到压力作用后，会发生脆化现象，即由韧性变为脆性。

这是因为岩石内部存在微小裂隙或断层，在外力作用下，这些裂隙会扩展并连通，使岩石变得脆弱而易于破裂。

3. 岩层释放：当岩石脆性破裂后，岩层中储存的能量会得到释放。

这种能量释放通常以剧烈的爆炸形式表现出来，产生巨大的冲击波和喷射物。

这些冲击波和喷射物能够对周围环境造成严重破坏。

二、岩爆的危害1. 破坏性巨大：岩爆释放的能量巨大，能够造成巨大的物理破坏。

它通常会导致附近建筑物的倒塌、道路的崩塌和地表的起伏不平。

对于火山地区而言，岩爆还可能引发火山喷发，进一步加剧破坏程度。

2. 人员伤亡：岩爆发生时，会产生大量的碎片和颗粒物，并产生强烈的冲击波。

这些碎片和冲击波对人体构成严重威胁，可能造成伤亡和重伤。

在活跃地质区域居住或开展作业的人员需要特别注意岩爆的风险。

3. 失去资源：岩爆破坏了地下岩石层，导致资源的损失。

例如，在矿山开采过程中，岩爆可能导致矿石的丧失，造成经济损失。

对于火山地区而言，岩爆还会摧毁周围的农田和森林，使人们失去生计和收入来源。

三、岩爆的防治措施1. 地质勘探：在规划和建设前，对地质条件进行充分的勘探是关键。

通过对地下岩层的详细调查和分析，可以评估岩爆的潜在风险，制定相应的预防措施，避免岩爆的发生。

2. 工程设计：在建筑物和基础设施的设计中，应考虑到岩爆的风险因素。

合理选择建筑材料和结构设计，提高抗岩爆能力，减少损失。

一、岩爆的特征岩爆，又称矿山冲击，是具有大量弹性应变能储备的硬质脆性岩体，由于洞室开挖，使地应力重新分布，导致围岩应力跃升及能量进一步集中，而产生张－剪脆性破坏，在消耗部分弹性应变能的同时，剩余能量转化为动能，造成岩片（块）脱离母体，向临空方向猛烈抛（弹、散）射的动力破坏现象。

该现象经历“劈裂成板－剪断成块－块片弹射”渐进过程，并伴随声响和震动，是深埋洞室特有的一种不良地质现象。

从岩性来看，岩爆多发生在坚硬性脆的岩层中，如花岗岩、石英岩、片麻岩、斑岩、闪长岩、辉绿岩、砂岩、灰岩、硬煤等。

这些岩层或为非层状的致密脆硬性岩层，或为产状近似于水平的脆硬性岩层，它们开挖前整体完好，不见张开节理，仅见少量的密闭构造节理。

从地质构造上来看，在地应力集中地区（如地质构造线转折与相交部位）以及洞室轴线与压性构造线相平行时（即洞室轴线与地区最大主应力方向垂直或近于垂直时），往往可能使岩爆加剧。

就洞室与导坑断面形式而言，方形、梯形的较拱形、圆形的洞室或导坑岩爆更为严重。

二、岩爆的分类（1）按岩爆活动性分类法，如表1所示;（2）按岩爆特征分类法，如表2所示。

三、岩爆的断裂破坏机理岩爆的破坏机理与防治措施李丹锋 张 清二滩水电开发有限责任公司，四川成都　６１００５１岩爆发生的原因是具高蓄能特性的硬脆性岩体中，积蓄的应变能突然释放，导致的结果是岩体的断裂破坏。

岩爆是高应力硬脆岩体中常见的一种岩石破坏现象。

地下洞室岩爆常以片状剥落的形式出现，形成葱皮状结构。

产生岩爆需要一定的应力条件及岩体结构和性质条件。

通常多为完整的整体块状结构及厚层状结构，岩石硬脆，单轴抗压强度在1500kg/cm 2以上，声波速度大于6000m/s ，且只有当岩体初始应力场的最大主应力与岩块的单轴抗压强度之比值大于0.15～0.2的高应力条件下才可能发生。

洞室的轴向布置即与初始应力场的最大主应力的关系及洞室的断面形状亦是显著地影响着岩爆，洞轴与最大主应力垂直且洞室具非平滑轮廓时容易产生岩爆，因为这时洞壁围岩的应力集中最严重，洞壁的超欠挖亦恶化了围岩的应力集中程度，使岩爆更容易发生。

岩爆的预防及处理范文岩爆是指在地下工程中，由于地下岩体的不稳定性引起的爆炸性崩塌现象。

岩爆的发生对人员和设备都会带来巨大的威胁和损失，因此岩爆的预防和处理非常重要。

本文将从岩爆的原因、预防措施和处理方法等方面进行详细论述。

一、岩爆的原因岩爆的发生与以下几个因素有关：1. 岩石力学性质：岩石的力学性质是岩爆发生的主要原因之一。

岩石的强度、固结度、岩体结构等都会影响岩爆的发生。

2. 地下水位和水压：地下水位和水压的波动也是岩爆发生的重要因素之一。

地下水会使岩体中的岩层饱和，降低其强度，进而导致岩体的不稳定性增加。

3. 工程挖掘：地下工程的开挖也会引发岩爆。

工程挖掘过程中，存在爆破和机械冲击等施工活动，这些活动会对岩体进行破坏和削弱，导致岩爆的发生。

二、岩爆的预防措施为了防止岩爆事件的发生，采取以下措施是至关重要的：1. 岩体勘察和评估：在进行地下工程之前，必须对岩体进行全面的勘察和评估。

通过对岩石的强度、固结度、岩体结构等进行评估，可以判断岩体的稳定性，从而采取相应的防护措施。

2. 合理的施工方案：在进行地下工程施工时，必须制定合理的施工方案。

合理的施工方案包括针对不同岩体条件的施工方法、使用合适的爆破参数等。

3. 悉心的支护设计：选择合适的支护材料和支护方式对岩体进行加固，是预防岩爆的重要环节。

合适的支护设计可以增加岩体的稳定性，减少岩爆的发生。

4. 及时的检测和监测：对地下岩体进行及时的检测和监测可以发现岩体变形和破坏的迹象，从而提前采取措施，防止岩爆的发生。

5. 健全的管理制度：完善的管理制度是预防岩爆的基础。

建立健全的地下工程安全管理制度，并进行严格的监督和检查，可以有效减少岩爆事件的发生。

三、岩爆的处理方法当岩爆事件发生时，需要采取以下处理方法：1. 保护人员安全：岩爆事件发生后，首要任务是保护人员的安全。

立即组织人员疏散，并做好相关救援工作，确保人员的生命安全。

2. 抢险和救援：在岩爆事件发生后，需要尽快组织人员进行抢险和救援工作。

岩爆定义时至今日还没有一个统一公认的岩爆定义。

在谈到岩爆时，人们通常会说岩爆就是高强度脆性岩石的猛烈破坏，或者说是储存在岩体内的弹性应变能突然释放。

南非的W.D.Ortlepp这样定义岩爆：岩爆就是给土木工程和地下巷道﹙包括采场工作面、井巷工程和硐室﹚造成猛烈严重破坏的岩体震动事件，所谓震动事件是指由于岩体内应变能的突然释放导致的岩体瞬间运动。

必须指出，这里所说的震动不应包括生产爆破产生的震动，也就是不含人们为了生产用炸药爆破或其他生产工具破碎岩石产生的震动。

中国学者郭然建议采用如下岩爆定义：岩爆是岩体破坏的一种形式。

它是处于高应力或极限平衡状态的岩体或地质结构体，在开挖活动的扰动下，其内部储存的应变能瞬间释放，造成开挖空间周围部分岩石从母岩体中急剧、猛烈地突出或弹射出来的一种动态力学现象。

岩爆的发生常伴随着岩体震动，等等。

岩爆机理E.Hoek等认为，岩爆是高地应力区洞室围岩剪切破坏作用的产物。

Zoback教授在解释钻孔崩落现象成因时，也认为类似“岩爆”的孔壁崩落破坏属剪切破坏。

然而Mastin（1984）和Haimson（1972，1985）则通过打有圆孔的砂岩岩板进行的单向压缩物理模拟试验，在实验室真实地再现了孔壁崩落现象；他们得出这一现象是由于孔壁应力集中部位的局部破坏所引起的，系张性破裂的产物。

我国杨淑清教授等通过天生桥二级水电站引水隧洞相似材料岩爆机制物理模拟试验，总结出岩爆造成围岩劈裂破坏和剪切的二种机制，并且认为它们是二种应力水平的产物，即劈裂破坏属脆性断裂，而剪切破坏是岩石应力达到峰值强度状态时的破坏；前者形成的破裂面与洞口边界平行，而后者则与洞口边界斜交，呈对数螺旋形状。

谭以安博士则认为，岩爆系一渐时破坏过程，其形成过程可分为“劈裂成板→剪断成块→块片弹射”三个阶段。

以王兰生教授为首的“川藏公路二郎山隧道高地应力与围岩稳定性课题组”将岩爆作用与岩石在三向应力条件下的压缩变形破坏全过程（Lane，Bieniawski等，1970年）加以对照，认为岩爆力学机制可以归纳为压致拉裂、压致剪切拉裂、弯曲鼓折三种基本形式，也可以多种组合方式出现。

岩爆岩爆是一种自然界中的地质灾害现象，也被称为岩石爆炸。

它是指岩石在地壳运动的作用下，由于地质的构造变化或岩层中的应力积累过大所造成的爆炸性释放。

岩爆常常会带来严重的破坏和人员伤亡，因此研究和预防岩爆对于保护人们的生命安全和财产安全具有重要意义。

岩爆的形成机制是复杂而多样的。

在地球的地壳运动过程中，构造活跃的地区常常伴随着地层的压力积累。

当压力积累到一定程度，超过了岩石的抗力极限，岩爆就可能发生。

而导致岩石抗力减弱的因素有很多，例如地壳运动、地震、浸水、岩石溶解等等。

这些因素相互作用，对岩爆的发生起到了重要的推动作用。

岩爆一般可分为两个阶段：前兆阶段和爆破阶段。

在前兆阶段，岩石中的应力开始积累，岩石自身的结构开始发生微小的变化。

这些微小变化往往是通过地质观测手段来进行监测的，如地震仪、应变测量仪等。

然而，由于岩石结构的复杂性和地下环境的复杂性，预测岩爆仍然是一项具有挑战性的任务。

在爆破阶段，岩石中的应力已经积累到了临界点，岩石的结构开始变得不稳定。

当应力积累超过岩石的抗力极限时，岩石会发生崩解并释放巨大的能量，形成爆炸性的岩爆现象。

这种爆炸能量的释放会导致周围岩石的碎裂和喷射，造成严重的破坏和伤害。

为了预防和减轻岩爆所带来的危害，科学家们致力于研究岩爆的成因和发生机制，并提出了相应的防治措施。

一方面，通过对地壳运动和岩石结构变化的监测，提前获得岩爆的前兆信号，从而进行预测和预警。

另一方面，科学家们还研究出一些工程措施，如岩石爆破技术、爆破缓冲带、支护结构等，以减轻岩爆的影响和破坏。

然而，岩爆问题的解决并不是一蹴而就的。

首先，岩爆的预测和预防仍然面临着许多技术难题。

其次，由于地质环境复杂多变，不同地区的岩爆特点和防治策略也存在差异性。

因此，针对不同地区和具体情况，科学家和工程师需要根据实际情况制定相应的防治方案。

在未来，随着科技的不断进步和人们对地质灾害认识的提高，相信岩爆问题将得到更好的解决和预防。

岩爆发生的机理分析及防治措施综述岩爆发生的机理分析及防治措施综述岩爆是指在矿山或隧道等地下工程中，由于开采、支护等因素引起的岩石失稳，产生爆炸性破裂现象。

岩爆是一种具有不确定性的地质灾害，通常会带来严重的人身、财务和环境损失，并对生产经营和社会经济发展产生重大冲击。

因此，对于岩爆的机理和防治措施研究具有十分重要的现实意义。

本文将对岩爆发生的机理和防治措施进行综述。

一、岩爆发生的机理1. 地质构造因素地质构造因素是影响岩爆发生的重要因素之一。

在构造破坏带中，由于岩石受到地质应力的影响，容易发生失稳破裂，导致岩爆发生。

地震、断层等对于岩石的破坏也会增加岩爆的发生概率。

2. 工程开采因素工程开采是导致岩爆发生的主要因素。

开采过程中，挖掘面积越大，矿井和隧道的支护条件越差，岩石失稳的概率就越大。

此外，工程开采在时间和空间上的连续性也会加剧岩体受到应力的变化，导致岩体剪切、断裂、滑动等破坏变形。

3. 岩石学因素岩石学因素主要是岩石自身的物理性质和化学成分的影响。

矿石脆弱易碎、裂纹多、脱落等都会导致岩体失稳。

温度变化、湿度、酸性环境、物理载荷等都会引起岩体内部应力变化，导致岩体的不稳定性。

二、岩爆防治措施1. 改善开采条件通过改善开采条件来减少岩爆的发生。

包括提高采矿工效、优化采矿工艺、加强矿井、岩体的支护加固等。

2. 增加固结措施增加固结措施，提高岩体的稳定性。

包括加固巷道、转运通道、提高采场固结、防止煤柱圧缩变形等。

3. 保持合理水平保持合理的水平，可以有效地降低岩爆的发生概率。

通过设置隔水帷幕、加强采前排水、控制配水压力等来调节水压力，减轻岩石应力。

4. 增强技术管理加强矿山技术管理，对伤害性岩石进行有效的监测和评价，及时开展防范措施，有效避免岩爆的发生。

5. 保证爆破安全在矿山爆破作业中，保证使用合适、安全的爆破材料和爆破方案，避免不必要的岩体破裂和爆炸风险，在工艺方面采用手动控爆炸，便于随时停止。

基于岩爆碎屑研究的高楼山隧道岩爆机理分析与类型判定基于岩爆碎屑研究的高楼山隧道岩爆机理分析与类型判定随着交通和建筑行业的不断发展，地下隧道的建设已成为现代城市规划的重要组成部分。

然而，隧道施工中常常会遇到地质灾害问题，其中最为严重的就是岩爆。

岩爆是指隧道掌子面上的岩石猛烈破裂炸碎，给施工人员和设备带来严重威胁的现象。

岩爆的发生不仅威胁到施工人员的生命安全，还对隧道的结构稳定性产生不可忽视的影响。

因此，对岩爆的机理和类型进行分析与判定具有重要意义。

本文以高楼山隧道为研究对象，采用基于岩爆碎屑研究的方法，对其岩爆机理进行了深入分析与探讨。

首先，我们选取了现场岩屑样品，通过显微镜观察和现场测试，获取了样品的物理力学性质数据。

其次，我们对样品进行了室内试验，模拟了岩体的受力情况，进一步探究了岩爆的成因。

通过对试验数据的分析，我们发现高楼山隧道岩石的脆性特征明显，存在较高的岩石开裂倾向和破坏能力。

在岩爆类型的判定上，我们根据岩爆现象的特点和破碎程度，将其分为四个主要类型：解体型、飞翔型、挤出型和抛射型。

解体型岩爆是指岩石在地下应力作用下，出现较严重的裂纹和破碎现象，并沿隧道掌子面解体。

飞翔型岩爆是指岩石碎屑被弹射出隧道，形成飞翔物的类型。

挤出型岩爆是指岩石内部较大的岩屑通过隧道掌子面挤出。

抛射型岩爆是指岩石碎屑以高速抛射方式投掷到隧道周围。

在高楼山隧道的岩爆机理分析中，我们发现岩石内部存在较多的节理和裂隙，这些裂隙会导致应力集中，进而使得岩石破坏。

此外，岩石的物理力学性质也对岩爆机理产生着重要影响。

我们发现高楼山隧道的岩石中存在较多的脆性矿物，如石英和长石，这些矿物容易破裂，加剧了岩爆的发生。

综上所述，基于岩爆碎屑研究的方法对高楼山隧道岩爆的机理分析和类型判定具有重要意义。

通过对现场样品的分析和试验，我们揭示了高楼山隧道岩爆的机理和成因，将其分为解体型、飞翔型、挤出型和抛射型四种类型。

这些研究结果为高楼山隧道施工的安全设计和预防岩爆提供了重要参考，对保障隧道的建设和使用具有重要意义。

《基于岩爆碎屑研究的高楼山隧道岩爆机理分析与类型判定》篇一一、引言随着交通建设的快速发展，隧道工程在山区建设中扮演着越来越重要的角色。

然而，隧道施工过程中常常面临岩爆等地质灾害的威胁。

高楼山隧道作为重要的交通通道，其施工过程中岩爆问题尤为突出。

本文旨在通过岩爆碎屑的研究，对高楼山隧道的岩爆机理进行分析，并对其类型进行判定，以期为类似工程提供参考。

二、岩爆碎屑研究岩爆碎屑是岩爆发生时，岩石破碎、剥落所产生的碎屑。

通过对岩爆碎屑的形态、粒度、成分等特征进行分析，可以了解岩爆的能量释放、岩石性质及岩爆过程等信息。

在高楼山隧道中，我们收集了不同位置、不同时间的岩爆碎屑样本，进行了系统的分析。

三、高楼山隧道岩爆机理分析1. 地质条件影响：高楼山隧道地质条件复杂，存在软硬岩交互、断裂带等不利因素，这些地质条件为岩爆的发生提供了条件。

2. 岩石性质：岩石的物理力学性质对岩爆的发生具有重要影响。

硬度高、脆性大、结构面发育的岩石更容易发生岩爆。

3. 应力状态：隧道开挖过程中，围岩应力重新分布，当局部应力达到岩石强度极限时，便可能发生岩爆。

4. 地下水作用：地下水的存在会降低岩石的强度，增加岩石的脆性，从而促进岩爆的发生。

综合上述因素，高楼山隧道岩爆的机理可以归纳为：在地质条件复杂、岩石性质脆弱、应力状态改变及地下水作用等多重因素共同作用下，隧道围岩发生破碎、剥落，形成岩爆碎屑。

四、高楼山隧道岩爆类型判定根据岩爆碎屑的形态、粒度、发生条件等因素，我们将高楼山隧道的岩爆类型划分为以下两种：1. 局部岩爆：主要发生在岩石性质脆弱、应力集中区域，表现为局部岩石的破碎、剥落。

2. 整体岩爆：主要发生在地质条件复杂、岩石性质较差的区域，表现为大范围的岩石剥落、塌落。

五、结论本文通过对高楼山隧道岩爆碎屑的研究，对其岩爆机理进行了深入分析，并对其类型进行了判定。

希望这些研究成果能为类似工程提供参考，同时，也希望能引起对隧道工程中岩爆问题的进一步关注与研究。

1.1 岩爆灾害研究现状岩爆(冲击地压)是指在高地应力地区洞室开挖后，由于洞室的应力重分布和应力集 中，在较短时间产生的突发的、猛烈的脆性破坏形式。

岩爆发生时，破碎岩石从坑洞壁弹射或大量岩石崩出，产生强烈的气浪或冲击波，严重的可摧毁整个作业面乃至整个洞室，对矿山安全开采造成了极大的危害[19]。

随着各类工程建设的不断发展，矿井开采深度和规模的不断扩大，岩爆发生的频率越来越高，引发的灾害日趋严重，岩爆问题也愈加引起国内外学者的关注。

近一个世纪以来，国内外学者在对岩爆问题进行了大量的研究，但由于岩爆的复杂性，其理论研究进展缓慢。

在我国，岩爆研究工作起步较晚，且多停留在观察、描述阶段，和国外相比更为滞后。

国际上，南非在岩爆的机理研究、预测、防治等方面积累 了丰富的经验和资料，建立了相对较为完整的理论体系，是目前世界上岩爆研究最先进的国家之一。

总结起来，国内外对岩爆问题的研究，主要集中在三个方面：岩爆机理研究；岩爆危险性评价、监测预报技术研究；岩爆防治措施研究。

其中，岩爆机理研究是预测和防治的理论基础，也是国内外学者研究的重要内容。

各国学者在实验室研究和现场调查的基础上，从不同的角度先后提出了一系列重要的理论，比较具有代表性的有强度理论、刚度理论、能量理论、冲击倾向理论等。

(1)强度理论：岩体破坏的原因和规律，实际上是强度问题，即材料受载超过其强度极限时，必然要发生破坏。

但是这仅是对材料破坏的一般规律的认识，它不能深入解释岩爆的真实机理。

在强度理论指导下，对围岩体内形成应力集中的程度及其强度性质等方面做了大量的工作。

早期的强度理论着眼于岩体的破坏原因，认为地下井巷和采场周围产生应力集中，当应力集中的程度达到矿岩强度极限时，岩层发生突然破坏，发生岩爆。

近代强度理论认为：导致岩体承受的应力σ与其强度σ'的比值，即σ/σ' ≥1时，导致岩爆发生。

近代强度理论的表达式有多种，对各向同性岩石材料的破坏准则最有代表性的是Hoek 和Brown 于1980年提出的经验性强度准则[20]：1 ⎛ σ ⎞ 2σ 1 σ = σ 3 σ + ⎜m 3 + 1.0⎟(1-3)c c ⎝ σ c⎠式中：σ1-最大主应力，MPa ；σ 3-最小主应力，MPa ；σ c-完整岩石材料的单轴抗压强度；m -常数，取决于岩石性质和承受破坏应力前已破坏的程度。

1998年6月 铁　道　工　程　学　报 June1998 第2期(总58) JO U RN A L O F R AILW AY EN G IN EERIN G SO CIET Y N o.2(Ser.58)岩爆特征及机理万姜林　周世祥　南　琛　丁　锐(铁道部隧道工程局)提　要　本文根据工程实例及岩石显微分析、岩石力学试验、声发射试验和力学计算结果,归纳了岩爆力学条件,并简要分析了岩爆的破坏形式、破坏过程;探讨了岩爆形成的岩性条件、静力学条件和动力学条件,得出了若干重要结论,对今后岩爆研究与防治有一定参考价值。

主题词　岩爆　物理与几何特征　形成机理1　概述在世界范围内的深埋或高应力脆性岩体地下工程中普遍会遇到岩爆。

岩爆是一种地质灾害,因其具有弹射、抛散、震动等特点,不仅对施工人员和设备安全威胁极大,而且还严重减缓施工速度、增大工程费用。

因而也引起了国内外的普遍关注,并促进了岩爆研究的进展。

岩爆机理一直是岩爆研究的核心,虽然自60年代以来,已提出了强度、刚度、能量和冲击倾向等几种机理学说,但是,并不完善,并不能满意地解决日益增多的实际工程中所遇到的岩爆问题。

笔者在太平驿电站引水隧洞施工现场进行了调查研究,记录分析了433次岩爆,取样进行了岩石单轴、三轴压缩试验,声发射试验和电镜扫瞄分析,并进行了有关力学计算分析等。

通过研究发现:岩爆作为不同于其它形式的岩体(石)材料的一种破坏现象,其破坏形式、破坏过程及所表现出来的物理和几何形态等方面独具特点,且在某些方面有明显规律性,它们密切反映了岩体(石)材料的某些性质及其所处的力学状态,因而岩爆具有独特的形成机理。

2　岩爆的特征规律太平驿电站于四川省汶川县境内,系岷江上游总体规划的第二座引水式电站,总装机容量26万kW。

其引水隧洞全长10.5km,内径9m。

工程区山高坡陡,沟谷深切,山坡坡度一般为40°左右。

隧洞垂直埋深80～650m,水平埋深100～800m,隧洞围岩以花岗岩、闪长岩和花岗闪长岩为主。

岩爆特征及机理岩爆是指发生在岩石中的瞬间爆炸，是一种自然灾害。

岩爆的特征是威力巨大、破坏力强、范围广泛，能够对周围环境和人类造成严重影响。

本文将从岩爆的特征、成因、机理等方面进行探讨。

一、岩爆的特征岩爆的特征主要表现在以下几个方面：1. 威力巨大岩爆的威力一般来说比较大，能够产生巨大的冲击波和爆炸声，对周围环境和人类造成严重影响。

2. 范围广泛岩爆的范围往往比较广泛，能够影响到周围的地形、建筑物等，造成不同程度的破坏。

3. 破坏力强岩爆的破坏力非常强，能够摧毁建筑物、破坏道路、损坏农田等，对人类的生产和生活造成极大的影响。

4. 频率高岩爆的发生频率比较高，尤其是在地震等自然灾害发生后，岩爆的发生率会进一步增加。

二、岩爆的成因岩爆的成因主要有以下几个方面：1. 岩石的物理性质岩石的物理性质是岩爆发生的关键因素之一。

当岩石的内部压力达到一定程度时，岩石就会发生破裂，形成岩爆。

2. 地质构造地质构造也是岩爆发生的一个重要因素。

当地质构造发生变化时，岩石的内部压力也会发生变化，从而导致岩爆的发生。

3. 水文地质条件水文地质条件也会影响岩爆的发生。

当岩石内部存在水分时，水分蒸发后会产生压力，从而导致岩石的破裂，形成岩爆。

4. 人类活动人类活动也是岩爆发生的一个重要因素。

例如，人类在采矿、建筑等活动中可能会对岩石造成破坏，从而导致岩爆的发生。

三、岩爆的机理岩爆的机理主要包括以下几个方面：1. 内部压力岩爆的发生与岩石内部的压力有关。

当岩石内部的压力达到一定程度时，岩石就会发生破裂，形成岩爆。

2. 热膨胀热膨胀也是岩爆发生的一个机理。

当岩石受到高温的作用时，岩石内部的热膨胀会导致岩石的破裂，形成岩爆。

3. 化学反应化学反应也会导致岩爆的发生。

例如，岩石中存在的一些化学物质可能会发生反应，产生气体等物质，从而导致岩石的破裂，形成岩爆。

4. 地震地震也是岩爆发生的一个重要机理。

当地震发生时，地震波会对岩石产生影响，导致岩石的破裂，形成岩爆。

岩暴发生机理与治理方法摘要：岩爆是深埋长大隧道的主腹地质灾害之一，目前基于岩暴发生机理和治理方式国内外专家都提出了很多理论方式，但用于生产实践时都碰到或多或少的问题。

内外相关文献资料的基础上，笔者通过两年多来在岩爆洞段的施工体会，并查阅国对岩爆的发生机理和防治计谋进行探讨。

关键词：深埋长隧道断裂型岩爆应力型岩爆水胀式锚杆爆破应力释放孔一、岩暴发生机理岩爆是高地应力地域岩石地下工程中的一种常见灾害。

它常常表现为声响、片状剥落、严峻照片帮和岩爆性的坍塌，有的伴的声响及岩片弹射、能量猛烈释放、洞室豁然破坏，往往给人员、机械设备和建筑的平安带画庞大的损失。

在地下洞室的修建进程中，由于开挖使地应力从头散布，围岩应力集中，在洞壁平行于最大初始应力σ1的部位，切向应力梯度显著增大，洞壁受压致使垂直洞壁方向产生张应力。

这种应力的作用不断增强，第一产生环向的张裂或劈裂，进而发生剪切破坏。

一旦岩块被剪断，且又具有较高的剩余能量时，致使岩块发生弹射，完成弹性势能到动能的转换，形成岩爆。

岩爆的发生有外部和内部两方面的缘故。

其外因在于：岩体中蓄存有高地应力，专门是地下洞室的开挖改变了岩体内存的力学环境，其内因是岩石矿物结构密度、坚硬度较高，一样发生岩爆的岩石单轴弄压强度均在120Mpa以上，内因和外因同时成立是即发生岩爆。

二、岩爆的分类依照对辅助洞1000多米的岩爆洞段的观看分析，可将岩爆划分为应力型岩爆和断裂型岩爆，应力型岩爆要紧发生在围岩结构完整，无贯穿性结构面的岩层中，岩石的主应力达到40%岩石单轴抗压强度以上，岩爆表现形式以片状剥落为主，并伴有声响及岩片弹射，一样破坏性不大；断裂型岩爆要紧发生在岩石结构完整，并伴有贯穿性结构面或断层的岩体中，岩体的应力要紧集中在贯穿性结构面周围，往往岩体内的最大主应力大于或接近岩石单轴抗压强度，要紧表现形式为突发性的震动，并伴有强烈的响声，在有相交结构面的围岩中往往还因岩爆震动引发大规模的坍塌，破坏性较大。

岩爆埋藏较深的隧道工程，在高应力、脆性岩体中，由于施工爆破扰动原岩，岩体受到破坏，使掌子面附近的岩体突然释放出潜能，产生脆性破坏，这时围岩表面发生爆裂声，随之有大小不等的片状岩块弹射剥落出来，这种现象称之岩爆。

岩爆有时频繁出现，有时甚至会延续一段时间后才逐渐消失。

岩爆不仅直接威胁作业人员与施工设备的安全，而且严重地影响施工进度，增加工程造价。

一、隧道内岩爆的特点（1）岩爆在未发生前并无明显的预兆（虽然经过仔细找顶并无空响声）。

一般认为不会掉落石块的地方，也会突然发生岩石爆裂声响，石块有时应声而下，有时暂不坠落。

这与塌顶和侧壁坍塌现象有明显的区别。

（2）岩爆时，岩块自洞壁围岩母体弹射出来，一般呈中厚边薄的不规则片状，块度大小多呈几厘米长宽的薄片，个别达几十厘米长宽。

严重时，上吨重的岩石从拱部弹落，造成岩爆性坍方。

（3）岩爆发生的地点，多在新开挖工作面及其附近，个别的也有距新开挖工作面较远处。

岩爆发生的频率随暴露后的时间延长而降低。

一般岩爆发生在天之内，但是也有滞后一个月甚至数月还有发生岩爆。

二、岩爆产生的主要条件国内外的专家研究结果表明，地层的岩性条件和地应力的大小是产生岩爆与否的两个决定性因素。

从能量的观点来看，岩爆的形成过程是岩体中的能量从储存到释放直至最终使岩体破坏而脱离母岩的过程。

因此，岩爆是否发生及其表现形式就主要取决于岩体中是否储存了足够的能量，是否具有释放能量的条件及能量释放的方式等。

三、岩爆的防治措施岩爆产生的前提条件取决于围岩的应力状态与围岩的岩性条件。

在施工中控制和改变这两个因素就可能防止或延缓岩爆的发生。

因此，防治岩爆发生的措施主要有二：一是强化围岩，二是弱化围岩。

强化围岩的措施很多，如喷射混凝土或喷钢纤维混凝土、锚杆加固、锚喷支护、锚喷网联合、钢支撑网喷联合，紧跟混凝土衬砌等。

这些措施的出发点是给围岩一定的径向约束，使围岩的应力状态较快地从平面转向三维应力状态，以达到延缓或抑制岩爆发生的目的。