岩爆孕育和发生全过程数值研究

岩爆与地震、高速滑坡以及冲击地压等都属于岩石动力灾害.按照多尺度力学的观点,它们有相同的发生机制,即损伤演化诱致灾变.岩爆是工程尺度的灾变,是材料微损伤成核、生长和贯通等演化的结果.利用FEM数值方法,通过隧道断面损伤斑图的生长过程模拟工程灾变的演化过程.结果显示,岩爆区与炸药爆破坑具有相同的形状,岩爆的冲击性来自应变能的突然、集中地释放.岩爆事件可以分为2个阶段:第一阶段是岩爆体从母岩中被"V"形的软弱损伤带分划出来;第二阶段是岩爆楔形体内应变能的释放阶段.岩爆的监测、防治措施必须在第二阶段开始前完成.