以西南高山峡谷地区大型水电工程建设为背景,针对深埋洞室岩体开挖，研究围岩二次应力动态调整力学过程，建立基于岩石爆破作用应力等效及地应力瞬态释放的三维时空叠加耦合力学模型；通过爆炸荷载和岩体地应力瞬态释放耦合作用下的围岩微裂纹起裂和扩展过程分析，揭示应力场瞬态调整过程深部围岩的开裂机制，定量评价应力场瞬态调整诱发附加动应力对深部围岩开裂过程的影响，提出体现围岩初始应力水平影响、基于质点振动峰值速度的深部围岩开裂宏观判据，为深埋洞室岩体开挖过程围岩开裂及松动变形控制提供理论依据。项目研究有助于加深高地应力条件下围岩开挖扰动区形成与演化动力学机制的认识,丰富深部岩体开裂分析理论和计算方法。项目研究成果在水利水电、深部采矿和核废料深埋处置等领域具有广阔的应用前景。

项目以西南高山峡谷地区大型水电工程建设为背景，针对深埋洞室岩体开挖，研究了围岩二次应力动态调整力学过程，建立了基于岩石爆破作用应力等效及地应力瞬态释放的三维时空叠加耦合力学模型；通过爆炸荷载和岩体地应力瞬态释放耦合作用下的围岩微裂纹起裂和扩展过程分析，揭示了应力场瞬态调整过程深部围岩的开裂机制，并定量评价了应力场瞬态调整诱发附加动应力对深部围岩开裂过程的影响，提出体现围岩初始应力水平影响、基于质点振动峰值速度的深部围岩开裂宏观判据。 结合项目研究，发表论文17篇，其中SCI收录6篇，EI收录6篇，出版专著1部；授权发明专利6项，培养博士研究生4人，硕士研究生6人。 项目成果有助于加深高地应力条件下围岩开挖扰动区形成与演化动力学机制的认识，丰富了深部岩体开裂分析理论和计算方法，在水利水电、深部采矿和核废料深埋处置等领域具有推广应用前景。 2100433B

我国西南地区水电站地下厂房开挖诱发的围岩位移突变问题突出，对工程建设顺利进行和人员设备安全提出挑战。本项目以深埋地下厂房爆破开挖瞬态卸荷作用下，结构面的扩展和变形机制为研究主线，研究爆炸荷载和开挖瞬态卸荷的动力扰动对围岩位移突变过程的影响。 从深部岩体钻爆开挖过程中炮孔内部压力分布到破裂面初始应力释放整个过程理论分析入手，明确了钻爆开挖过程中围岩应力的瞬态变化过程，建立了基于动力有限元计算程序的爆破开挖瞬态卸荷数值分析方法，明确了爆炸荷载与地应力瞬态卸荷的耦合作用过程；通过真三轴拉压试验机、声波仪以及岩土多功能试验机研究了不同应力状态下，应力波的传播衰减规律，总结了应力波传播过程中结构面的动力响应特性。 对岩样进行不同受力路径下的卸围压试验，研究岩体卸荷破裂特性，得到岩体结构面卸荷开裂特性，并推导出不同应力条件下结构面尖端的抗脆断力学性能；基于理论分析和数值模拟方法，对地下厂房开挖卸荷作用下的围岩开裂过程进行研究，明确了不同地应力条件下开挖诱发围岩结构面开裂扩展特性及影响因素；引入新的岩体损伤的评价指标，明确了深埋隧洞开挖形成的二次应力场与爆破开挖卸荷诱发的动力扰动组合作用是导致围岩损伤破坏的主要原因。 研究了节理岩体的卸荷变形过程与分布特性，明确了卸荷过程对岩体位移突变的主导作用与位移分布特性，以及爆破荷载及地应力瞬态卸荷诱发的结构面张开滑移过程；以自制的深部岩体开挖卸荷模拟装置进行室内试验，研究了深埋地下洞室的边墙位移突变分布特性，明确了位移突变形成过程中的诱发因素和影响机制。提出了基于时序控制断裂爆破方法和刻槽孔爆破方法的爆破施工工艺，控制位移突变风险。研究成果在大型水电站地下厂房、核废料深部处置库、地下能源储藏库、深部采矿等领域具有广阔的应用前景。 2100433B

我国西南地区水电站地下厂房开挖诱发的围岩位移突变问题十分突出，对工程建设顺利进行和人员设备安全提出严峻挑战。本项目以深埋地下厂房爆破开挖瞬态卸荷诱发结构面的扩展和变形机制为研究主线，采用理论分析、数值模拟与室内试验相结合的方法，研究爆炸荷载和开挖瞬态卸荷的耦合作用对围岩位移突变的影响。通过分析爆破开挖过程中爆炸荷载与开挖瞬态卸荷的耦合作用机制，确定地下厂房爆破开挖过程中围岩的动力扰动特性；基于围岩结构面的动力响应特征，建立结构面扩展贯通与张开滑移变形之间的相互关系；研究爆破开挖过程中围岩位移突变的形成机制，建立围岩位移突变的分析模型；确定动力扰动下围岩变形突变分布特征，提出深埋地下厂房爆破开挖瞬态卸荷对围岩变形突变影响的分析方法，为深埋地下厂房岩体开挖变形控制和稳定性评价提供理论依据。研究成果在大型水电站地下厂房、核废料深部处置库、地下能源储藏库、深部采矿等领域具有广阔的应用前景。

项目以西南高山峡谷地区大型水电工程建设为背景，针对深埋隧洞毫秒延迟爆破全断面开挖和开挖掌子面循环推进过程，研究了深部高地应力岩体爆破破碎过程，确定了爆破开挖面上地应力瞬态卸荷力学过程，建立了爆破与岩体开挖瞬态卸荷耦合作用力学模型；通过研究爆破与岩体开挖瞬态卸荷耦合作用反复扰动引起的围岩应力场调整和围岩损伤演化过程，探明了深埋隧洞爆破开挖诱发围岩损伤破坏的动力扰动机制，揭示了深埋隧洞爆破开挖围岩损伤时域内的演化历程和空间分布特征，提出了反映爆破开挖扰动反复作用影响的深埋隧洞开挖爆破损伤安全阈值。结合项目研究，发表论文16篇，其中SCI论文6篇、EI论文6篇，出版专著1部，培养硕士研究生4人。项目成果有助于加深对深部岩体工程开挖扰动区形成机理与演化规律的认识，丰富了深部岩体开挖效应的分析理论与计算方法，在水利水电、深部采矿和核废料深埋处置等深部岩体工程领域具有推广应用前景。 2100433B