动力弹射型岩爆机理研究：变截面杆模型与反馈机制

这篇学术文章是王来贵、习彦会、潘纪伟、任彦锦、刘向峰和郑帅等人发表在《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》第35卷第4期的一篇关于动力弹射型岩爆发生机理及反馈机制的研究论文。该研究结合了实地岩爆记录资料和理论分析，旨在深入理解动力弹射型岩爆的形成原因和破坏特性。 研究中，作者们建立了一个变截面杆模型来模拟动力弹射型岩爆的现象。这个模型考虑了隧道周围岩石在动态荷载下的行为，尤其是在应力集中区域。他们引入了一个新的概念——系统相对稳定度，用来评估系统的稳定状态。通过对系统相对稳定度的影响因素进行分析，如弹性体与岩爆体的体积比例和弹性模量与岩爆体软化系数的比例，发现这些因素与系统稳定度呈负相关。 作者进一步提出，岩爆的发生是一个正反馈过程。在岩爆发生之前，弹性体和岩爆体的应变能逐渐积累，当达到一定阈值时，能量瞬间释放，导致岩石碎块高速弹射。这种正反馈机制揭示了岩爆的突发性和破坏性。 通过实验模拟，研究结果证实了岩爆是由隧道围岩局部应力过度集中引发的。弹性体和岩爆体的应变能在岩爆前的积累与岩爆瞬间的能量释放是动力弹射型岩爆的关键特征。这一发现对于理解和预防这类地质灾害，特别是在地下工程中，具有重要的科学价值和实际应用意义。 该论文的研究成果为动力弹射型岩爆的发生机制提供了理论依据，对于岩体稳定性分析、隧道安全设计以及岩爆防治策略的制定提供了重要的参考数据和技术支持。同时，该研究也展示了基础科学研究如何与工程实践相结合，解决实际问题。