高应力下硬脆性岩体灾变前兆特征与预测方法研究

TThis is a program of dealing with the frequently disasters of hard brittle rock at the high stress region in deep engineering and aiming at establishing a prediction method for hard brittle geo-disasters under high stress condition. A systematically research work will be done under the constructing background of Bai He Tan hydraulic Power Station. Firstly, a series of mechanics tests with AE monitoring will be carried out focus on the typical hard brittle rock. Aiming at the mechanism of hard brittle failure and AE precursory characteristics, the evolution mechanism and energy conceiving process will be analyzed. After the accurate acquirement of the AE information and failure precursory characteristics taking advantage of neural network, a judging rule for the failure of hard brittle rock will be established based on the acoustic emission precursory information. At the same time, a numerical analyzing method for highly dangerous region of hard brittle rock is also going to be constructed. Finally, the geo-disaster prediction method for hard brittle rock using in-situ monitoring and numerical simulation technique will be established combining with the testing research work, theoretical analyzing and numerical computation. These researching results will provide scientific reference and important technical support for geo-disaster prediction for the constructing process and the development of the deep mineral resources of deeply mined hard brittle rock at high stress region.

本项目以我国深部工程高应力区域硬脆性岩体地质灾害频发现象为研究对象，以建立一种有效的高应力硬脆性岩体地质灾害预测方法为目标，以白鹤滩水电站高应力硬脆性岩体施工过程为工程背景进行系统研究。首先，针对典型硬脆性岩体，通过一系列带有声发射监测的力学试验，系统地研究高应力下硬脆性岩石致灾机理及声发射前兆特征，分析高应力下硬脆性岩石破坏过程的演化机制及能量孕育过程，通过神经网络声发射（微震）有效信号识别系统，准确地获取能够反映岩石在承载过程中内部能量聚集与释放过程的声发射信息及破坏前兆特征，建立基于声发射前兆信息的硬脆性岩石破坏判据，同时建立硬脆性岩体高破坏倾向性区域数值分析方法，采用试验研究、理论推导、数值计算相结合的方法建立基于数值模拟技术和现场监测手段的硬脆性岩体灾变预测方法，本项目的研究成果可为我国深部高应力岩体施工及深部矿产资源的开发中的地质灾害预测提供基本的科学依据和重要的技术支持。

本项目以我国深部工程高应力区域硬脆性岩体地质灾害频发现象为研究对象，以建立一种有效的高应力硬脆性岩体地质灾害预测方法为目标，以白鹤滩水电站高应力硬脆性岩体施工过程为工程背景进行系统研究。在对典型硬脆性岩体进行带有声发射监测的力学试验中，得到了高应力下硬脆性岩石致灾机理及声发射前兆特征，通过分析高应力下硬脆性岩石破坏过程的演化机制及能量孕育过程，结合神经网络声发射（微震）有效信号识别系统，对岩石在承载过程中内部能量聚集与释放过程的声发射信息及破坏前兆特征进行了分析，在此基础上建立了基于声发射前兆信息的硬脆性岩石破坏判据，本项目的研究成果可为我国深部高应力岩体施工及深部矿产资源的开发中的地质灾害预测提供基本的科学依据和重要的技术支持。