科研進(jìn)展
擾動應(yīng)力及其演化是深埋隧洞圍巖穩(wěn)定性及災(zāi)變的最重要因素,目前對硬質(zhì)圍巖三維擾動應(yīng)力的研究局限于解析解和數(shù)值模擬,缺乏可靠的原位測試技術(shù)與裝備,缺乏有效的擾動應(yīng)力演化特征評價體系和方法。
為解決這一難題,武漢巖土所智能巖石力學(xué)團(tuán)隊發(fā)明了光纖光柵空心包體三維擾動應(yīng)力傳感器,研制了光纖光柵空心包體應(yīng)力傳感器標(biāo)定試驗裝置,建立了圍巖-漿體-傳感器多層介質(zhì)耦合應(yīng)力解譯算法,搭建了擾動應(yīng)力信號識別-遠(yuǎn)程傳輸-在線解譯一體化監(jiān)測平臺,提出了基于應(yīng)力張量性質(zhì)的擾動應(yīng)力綜合評價方法,建立了基于張量距離的巖石非線性三維強(qiáng)度準(zhǔn)則,提出了基于擾動應(yīng)力的圍巖穩(wěn)定性評價方法,實現(xiàn)了對硬巖工程圍巖三維擾動應(yīng)力場的長期動態(tài)監(jiān)測,解決了對圍巖三維擾動應(yīng)力狀態(tài)演化實時長期測試的難題,為隧道等巖土工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性評價和災(zāi)害防控提供新的途徑和重要支撐,對于深部地下工程災(zāi)害防控、深部資源開發(fā)等提供關(guān)鍵的理論技術(shù)方案,具有重要的意義。目前已應(yīng)用于錦屏二級水電站引水隧洞、中國錦屏二期地下實驗室、白鶴灘水電站、雙江口水電站、硬梁包水電站、川藏鐵路、杉樹埡磷礦等多個工程中。
相關(guān)研究成果已在《International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences》、《International Journal of Mining Science and Technology》、《Rock Mechanics and Rock Engieeering》、《巖石力學(xué)與工程學(xué)報》等期刊上發(fā)表。研究獲得國家自然科學(xué)基金資助項目(42202320、42102266、42207211)湖北省自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體項目(ZRQT2020000114)資助。
論文鏈接1:https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2024.105668
論文鏈接2:https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2023.12.007
論文鏈接3:https://doi.org/10.1007/s00603-022-03034-z
論文鏈接4:https://doi.org/10.13722/j.cnki.jrme.2021.0695
論文鏈接5:https://doi.org/10.13722/j.cnki.jrme.2022.1182
圖1 光纖光柵空心包體傳感器
圖2 圍巖多點(diǎn)分布式應(yīng)力測系統(tǒng)
圖3?中國錦屏地下實驗室二期B2實驗室擾動應(yīng)力量值時間變化特征
圖4 中國錦屏地下實驗室二期B2實驗室擾動主應(yīng)力方向變化特征