摘要
岩爆是世界岩石力学与工程研究的前沿,也是制约我国深部战略实施的安全难题。岩爆防控的重点在于机理研究,而刚度理论是岩爆机理研究的重要组成。通过调研大量岩爆刚度理论研究文献,系统归纳了岩爆刚度理论的发展历程、试验方法与典型试验结果、爆体—围岩系统模型与岩爆判据,研究分析表明:刚度理论源于能量理论,经过丰富发展但仍难单一圆满解释岩爆机理;刚度试验机演变推动了刚度理论试验由控制岩样刚度向控制试验机刚度转变,岩爆发生的必要条件是试验机刚度低于岩样,且其烈度随着两者刚度差增大而增大;岩爆刚度系统模型将爆体与围岩视为弹塑性组合体,考虑岩样自身储能能力的系统模型更符合实际;现有刚度计算方法主要围绕室内岩样和试验机,且基于刚度理论的岩爆判据仍局限于判别岩爆是否发生。通过分析刚度理论研究现有问题,展望了动态变刚度试验、不同等级岩爆的刚度理论判据与基于工程实例的原位岩爆刚度理论研究等进一步研究方向。分析结果可为廓清岩爆刚度理论研究现状与后续发展提供参考。
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单位山东科技大学; 岩土力学与工程国家重点实验室; 中国科学院武汉岩土力学研究所