基于莫尔-库伦强度理论的岩石冲击危险性判据

金属矿山 ›› 2014, Vol. 43 ›› Issue (11): 138-142.

基于莫尔-库伦强度理论的岩石冲击危险性判据

张月征^1,2，纪洪广^1,2，侯昭飞³

1.北京科技大学土木与环境工程学院北京 100083；2.金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京 100083；3.中国五矿集团公司，北京 100044

出版日期:2014-11-15 发布日期:2015-05-21
基金资助:
* 国家自然科学基金项目(编号：51174015)，国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(编号：2010CB226803)。

Instability Criterion of Rockburst Risk Based on Mohr-Coulomb Strength Theory

Zhang Yuezheng^1,2，Ji Hongguang^1,2，Hou Zhaofei³

1.School of Civil and Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083，China；2.State Key Laboratory of High-Efficient Mining and Safety of Metal Mines of Ministry of Education,Beijing 100083,China；3.China Minmetals Corporation，Beijing 100044，China

Online:2014-11-15 Published:2015-05-21

摘要/Abstract

摘要： 岩爆（冲击地压）日益成为危害工程安全生产的灾害，建立有效判据对于防治这类灾害具有重要意义。基于莫尔-库伦强度理论，通过解析几何数学方法，推导建立了冲击危险性应力指标，并以二长花岗岩为试验材料，采用三轴试验方法，对该判据予以了证明分析。研究表明：①基于摩尔库伦强度理论建立的冲击危险性判据——冲击危险性应力指标与岩石稳定状态具有良好地相关性，该值越大，相对应力水平越高，岩石发生冲击破坏的可能性越大。②冲击危险性应力指标可以反应岩石在某一应力水平下的冲击危险程度，弥补了单独分析最大主应力和最小主应力作为单一分析指标的不足，反映了应力参量和材料物理力学参量（内摩擦角、黏聚力）等对岩石冲击危险性的影响。③为数值计算方法提供了新的分析指标，可根据数值计算结果进一步计算出冲击危险性应力指标在空间的分布情况，反映出不同空间位置的岩体的冲击危险性情况，为岩爆发生提供预测依据。

关键词: 岩爆, 强度理论, 冲击危险性, 判据, 应力指标

Abstract: Rock burst is increasingly becoming the dangerous disasters damaging to engineering safety，thus the establishment of an effective criterion to prevent this type of disaster is of great importance.Based on the Mohr-Coulomb strength theory，the stress indicators of impact risk deduced by analytic geometry method is proposed，and the criterion is verified by the triaxial tests of monzogranite rock sample.The research shows that:①The criterion of impact risk and its stress indicator has a good correlation with the rock stability.Specifically，the higher the value is，the higher the probability of impact risk is.②The stress indicator of impact risk can reflect the impact risk degree of rock under a certain stress level，which can comprehensively reflect the influence both of stress parameters and mechanical parameters on the impact risk，and compensate the deficiency of single-index analysis of the maximum principal stress，the minimum principal stress.③It can be employed as a new analysis indicator for the numerical method.The spatial distribution of the stress indicator obtained by numerical calculation is a direct reflection of the rock impact risk in different locations，which provides a predicting basis for rock-burst.

Key words: Rock burst, Strength theory, Impact risk, Criterion, Stress indicators

张月征, 纪洪广, 侯昭飞. 基于莫尔-库伦强度理论的岩石冲击危险性判据[J]. 金属矿山, 2014, 43(11): 138-142.

ZHANG Yue-Zheng, JI Hong-Guang, HOU Zhao-Fei. Instability Criterion of Rockburst Risk Based on Mohr-Coulomb Strength Theory[J]. Metal Mine, 2014, 43(11): 138-142.

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