【摘 要】
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为研究喷水软化或注高压水对岩爆控制的机理,本文以深埋石英砂岩为研究对象,首先对干燥和饱水试件开展室内分级加载蠕变试验,同时辅以声发射设备进行实时监测。以试验结果为基础,通过引入分数阶微积分建立蠕变力学模型,采用Levenberg-Marquarat算法结合通用全局优化算法（Universal Global Optimization）对蠕变试验结果进行拟合,得到参数辨识结果。将试验所得物理、力学参数
【基金项目】
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国家自然科学基金（11872287）； 陕西省重点研发计划（2019ZDLGY01-10）；
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为研究喷水软化或注高压水对岩爆控制的机理,本文以深埋石英砂岩为研究对象,首先对干燥和饱水试件开展室内分级加载蠕变试验,同时辅以声发射设备进行实时监测。以试验结果为基础,通过引入分数阶微积分建立蠕变力学模型,采用Levenberg-Marquarat算法结合通用全局优化算法（Universal Global Optimization）对蠕变试验结果进行拟合,得到参数辨识结果。将试验所得物理、力学参数和蠕变模型引入有限元数值模型中,在不同含水状态和不同水温等工况下进行硐室开挖模拟,对其岩爆倾向性进行计算分析。研究结果认为:（1）含水状态对岩石蠕变失效破坏模式影响显著,具体表现为随着含水率的增大,失效模式由剪切破坏过渡为劈裂破坏,主控面和弱化区均较为明显。饱水条件下,石英砂岩受轴压和孔隙水压力相互作用影响,其轴向变形量小于干燥状态。实时声发射试验结果表明,水的存在对岩石声发射事件的发生时机有较明显影响,表现为其裂纹扩展、贯通等行为多集中发生在加载后期。（2）通过引入分数阶微积分建立的蠕变力学模型,能较好表述岩石蠕变行为。参数识别结果表明,试件饱水后岩石粘滞性增强,损伤硬化特征明显;试件饱水后加载瞬间与蠕变阶段内部微裂纹演化进程减慢。（3）在有限元模型中,分别计算不同含水状态和不同含水温度下硐室开挖岩爆倾向性,发现喷水对岩爆的控制是软化围岩和温度降低两者共同作用的结果,认为低温会诱使围岩表面收缩,进一步释放表面能,从而降低岩爆烈度。
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