应力梯度对岩爆影响的数值模拟分析：PFC2D模拟

"应力梯度对岩爆影响的数值模拟分析 - 廖璐璐, 夏元友, 吝曼青, 杨繁 - 高等学校博士学科点专项科研基金项目 - 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目" 在深入理解岩爆发生的机理及其影响因素方面，应力梯度扮演着关键角色。该研究由廖璐璐、夏元友、吝曼青和杨繁等人进行，他们采用了一种创新的方法来分析这一问题，即通过将隧道开挖过程中的应力集中现象简化为梯度应力路径。这项工作是基于模型试验，利用颗粒流模拟（PFC2D）技术来探讨应力梯度如何影响岩爆的发生、发展及破坏范围。 研究中提到，应力梯度的大小对岩爆的触发具有显著影响。当梯度应力加载范围减小时，岩爆发生时对应的应力梯度斜率增大，导致最大切向应力增加，这表明在较小的应力梯度范围内更容易引发强烈的岩爆。相反，如果加载范围扩大，裂纹的扩展会更广泛，岩爆的破坏范围也会随之增大。 岩爆，一种由于地下工程开挖过程中岩石内部应力突然释放而产生的灾害性现象，其预测和控制一直是工程界的重要课题。本研究通过数值模拟揭示了应力路径、应力梯度与岩爆之间的关系，特别是应力路径的加-卸载过程对岩爆孕育的影响，为理解和预防岩爆提供了新的视角和理论依据。 关键词的设置，如“岩爆”、“应力路径”、“应力梯度”和“PFC2D”，强调了研究的核心内容。"岩爆"是指岩石在高应力条件下突然破裂并高速弹射的现象；"应力路径"描述了岩石应力随时间或空间的变化；"应力梯度"是描述应力变化率的概念，对于预测岩体稳定性至关重要；"PFC2D"是一种颗粒流模拟工具，常用于模拟颗粒材料（如岩石）的行为，以理解其在不同应力条件下的力学响应。 该研究通过对不同应力梯度条件下的模拟，揭示了岩爆的敏感性和破坏性，并为隧道和地下工程的设计提供了宝贵的理论指导，有助于提高工程安全性和经济效益。未来的研究可能会进一步探索更多影响因素，如岩体性质、地下水条件和施工工艺，以构建更全面的岩爆预测模型。