Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Natur

Undersøgelse afslører stenbrudsprocesser, karakteristika og udløsningsmekanismer

Det biaksiale Hopkinson-trykstangsystem. Kredit:Wuxing Wu, Fengqiang Gong, Zong-Xian Zhang

Feltobservationer har afsløret, at stærkt belastede D-formede tunneler oplever sidevægsstenbrud udløst af stødbelastninger, der stammer fra stensprængning eller andre minedriftsrelaterede dynamiske forstyrrelser.



Disse fænomener kan føre til sidevægsfejl og voldsom udstødning af sten. Den vedvarende forekomst af stenbrud udgør en udfordring for sikkerhedskonstruktionen af ​​dybe bjergprojekter. Derfor er der et presserende behov for at undersøge sidevæggen klippebrud af D-formet tunnel forårsaget af stødbelastning.

I en undersøgelse for nylig offentliggjort i tidsskriftet Rock Mechanics Bulletin , udførte et team af forskere fra Southeast University i Kina og University of Oulu i Finland en systematisk undersøgelse af sidevægsstensbrud af D-formet tunnel under stødbelastning. Deres mål var at afsløre de relevante stenbrudsprocesser, stenbrudskarakteristika og deres udløsningsmekanismer.

"Vi udviklede en eksperimentel kapacitet til at undersøge sidevæggens klippebrud af den todimensionelle stærkt belastede D-formede tunnel under stødbelastning ved hjælp af det biaksiale Hopkinson-trykstangsystem" forklarer Wuxing Wu, hovedforfatter af undersøgelsen.

"Specifikt fokuserede vi på sidevæggen klippesprængningsprocessen for D-formede prøver under stødbelastningsprocessen, idet vi undersøgte fejlkarakteristika, belastningsfelt og forskydningsdeformationskarakteristika for den omgivende klippe under forskellige vandrette forspændinger"

Real-time fejlproces af rockburst. Kredit:Wuxing Wu, Fengqiang Gong, Zong-Xian Zhang

Holdet fandt ud af, at sidevægsfejlprocessen for D-formede prøver forblev den samme, omend under forskellige todimensionelle statiske belastninger, der involverede både træk- og træk-forskydningsfejl.

Imidlertid faldt volumenet af den V-formede brudzone, påvirkede rækkevidde af trækspændingskoncentrationszoner, samt sværhedsgraden af ​​stenbrud med stigende vandret forspænding.

"Disse resultater tyder på, at sidevæggens klippesprængning af den stærkt belastede D-formede hulprøve under stødbelastning var resultatet af interaktionen mellem statisk belastning og stødbelastning," siger Fengqiang Gong, tilsvarende forfatter til undersøgelsen.

"Statiske forspændinger etablerede den indledende spænding og belastningsfordeling, mens horisontal forspænding påvirkede det berørte område og belastningsværdier for belastningskoncentrationszonen."

Især forstyrrede stødbelastningen den oprindelige spændingsligevægt, hvilket førte til ændringer i spændingen og belastningen af ​​den omgivende klippe, hvilket i sidste ende udløste klippebrud.

Holdet forventer, at deres seneste opdagelse vil få mere opmærksomhed inden for katastrofer med dybe tunnelstensbrud. Frem for alt håber de, at deres resultater giver værdifuld indsigt i forståelsen og forebyggelsen af ​​stenbrud.

Flere oplysninger: Wuxing Wu et al., Sidewall-stenbrud af stærkt belastet D-formet hultunnel udløst af stødbelastning:En eksperimentel undersøgelse, Rock Mechanics Bulletin (2023). DOI:10.1016/j.rockmb.2023.100094

Leveret af KeAi Communications Co., Ltd.




Varme artikler