岩爆硬岩应力松弛及卸压孔劈裂解危效应研究

　　本书针对岩爆硬岩应力松弛及卸压孔劈裂解危效应，开展了基于超声波监测的岩爆硬岩和含卸压孔硬岩的应力松弛试验，得出了应力松弛演化过程，确定了应力松弛模型并进行了损伤演化分析，提出在施工卸压孔基础上将卸压孔劈裂的局部解危方法。书中结合应变和声发射监测技术，开展了具有岩爆倾向性的卸压孔劈裂试样双轴压缩试验，得出了不同角度卸压孔劈裂缝的卸压效果及影响机理；基于RFPA软件开展了三种劈裂角度的卸压解危数值试验，试验再现了高应力巷道围岩卸压孔劈裂损伤破裂演化全过程及解危效果；基于三维岩土分析软件FLAC3D，分别以室内试验试件尺寸和现场实际巷道围岩尺度建立数值模型为研究对象，对比分析室内试验与数值模拟结果，探究了不同劈裂角度情况下的岩爆围岩应力、位移、塑性区演化规律，揭示其岩爆解危效果及影响机理，结合围岩完整性分析了卸压孔劈裂岩爆解危。 本书适合科研院所研究人员、矿业类大学本科生、研究生及矿山企业工程技术和管理人员参考使用。

　　张晓君，山东理工大学，副教授，张晓君，工学博士，副教授，山东理工大学采矿工程专业负责人，矿业工程硕士生导师，中国岩石力学与工程学会工程安全与防护分会理事，中国力学学会高级会员，采矿与安全工程学报审稿专家，主持完成山东省自然科学基金项目2项（锚杆锚固下深部岩爆倾向巷（隧）道围岩时空演化机理、深部高应力围岩卸荷破裂演化机制研究），参与国家及省部级项目5项，发表《岩石力学与工程学报》、《岩土力学》、《采矿与安全工程学报》等相关领域核心期刊论文30余篇，其中EI检索10篇，以地下工程围岩监测监控为主要领域，授权国家发明专利10项，正在申请中的发明专利3项，转让发明专利2项。

第1章绪论1
1.1岩爆研究背景1
1.2岩爆研究现状2
1.2.1岩爆硬岩及卸压孔破裂演化机理2
1.2.2岩爆硬岩及卸压孔应力松弛特性3
1.2.3硬岩岩爆孕育演化前兆监测4

第2章岩爆硬岩应力松弛特性试验研究6
2.1基于超声波监测的硬岩应力松弛试验6
2.1.1试验装置与方案6
2.1.2试验结果与超声波监测波形分析7
2.2硬岩应力松弛探讨11
小结13

第3章应力松弛岩爆试验及演化模型研究14
3.1应力松弛岩爆试验14
3.1.1试验装置与方案14
3.1.2松弛试验结果与超声波监测分析15
3.2应力松弛岩爆演化分析20
3.2.1应力松弛岩爆演化过程20
3.2.2应力松弛模型21
3.2.3损伤演化过程模型23
小结26

第4章含卸压孔硬岩应力松弛特性试验研究27
4.1含卸压孔硬岩应力松弛试验27
4.1.1试验装置与方案27
4.1.2试验结果与波形分析28
4.2含卸压孔硬岩应力松弛探讨35
小结36

第5章卸压孔劈裂局部解危效应试验研究37
5.1卸压孔劈裂局部解危效应试验37
5.1.1试验装置与方案37
5.1.2试验结果与分析39
5.1.3应变和声发射规律分析43
5.2卸压孔劈裂局部解危效应应用探讨47
5.3卸压孔劈裂应力松弛试验47
5.3.1试验装置与方案47
5.3.2应力松弛试验结果与分析48
小结51

第6章基于RFPA的岩爆围岩卸压孔劈裂解危研究53
6.1卸压孔劈裂卸压解危数值试验方案53
6.2试验结果与分析54
小结59

第7章基于FLAC3D的岩爆围岩卸压孔劈裂解危研究60
7.1数值模拟软件及分析基本原则60
7.1.1FLAC3D软件介绍60
7.1.2数值分析基本原则61
7.2基于室内试验的FLAC3D数值模拟62
7.2.1数值模拟模型62
7.2.2数值模拟方案63
7.2.3应力分布特征64
7.2.4塑性区分布特征70
7.2.5监测点位移变化规律74
7.3基于现场尺度的FLAC3D数值模拟79
7.3.1数值模拟模型79
7.3.2数值模拟方案81
7.3.3应力分布特征82
7.3.4变形特征85
7.3.5塑性区分布特征95
小结99

参考文献101