巖土工程災(zāi)變和防災(zāi)理論

巖土工程災(zāi)變和防災(zāi)理論主講：陳忠輝土木工程系第一章緒論巖土工程災(zāi)害學(xué)的定義:巖土工程災(zāi)害學(xué)是研究工程建設(shè)過程中巖土工程的地質(zhì)災(zāi)害問題，它是一個(gè)力學(xué)過程。它是土建工程地質(zhì)學(xué)與巖土力學(xué)的交叉學(xué)科。主要任務(wù)：研究巖土工程災(zāi)害的地質(zhì)條件和發(fā)生機(jī)理；預(yù)測巖土工程在自然因素和人為活動作用下巖土力學(xué)性質(zhì)的變化和破壞規(guī)律，控制它的發(fā)展和影響范圍，并提出改造環(huán)境、防治巖土災(zāi)害的方案和措施。形成巖土工程災(zāi)害的因素自然因素：生物圈的作用力：風(fēng)化太陽熱能的作用力：風(fēng)化和凍融大氣圈運(yùn)動的搬運(yùn)力：風(fēng)蝕大氣降水的襲擊力：剝蝕、沖溝地表水圈的作用力：掏蝕、沖刷、岸邊再造地下水的作用力：巖溶、破碎帶的管涌、塌陷巖土的重力：滑坡、崩塌地球引力和板塊運(yùn)動：地震、地殼變形、火山人為因素人類活動一方面創(chuàng)造世界，另一方面破壞環(huán)境，造成巖土工程災(zāi)害。開挖斜坡：斜坡失穩(wěn)開采地下固體礦物：地表移動、地應(yīng)力重分布開采石油、天然氣、地下水：地面沉降、塌落、地震河流水系的改道和破壞：河床變形、邊岸再造、水庫地震灌溉：巖土鹽堿化和濕化土木工程建造：地基失穩(wěn)、地層變形巖土工程災(zāi)害的分類漸進(jìn)破壞：地層緩慢沉降、風(fēng)化、剝蝕危害也是漸進(jìn)，破壞范圍較大，暫時(shí)危害不大，但總體危害也特別大?？煞乐涡院?。失穩(wěn)破壞：滑坡、巖爆、崩塌破壞瞬間完成，范圍相對較小，對人類的生產(chǎn)和生命危害極大，可防治性差。研究的方法根據(jù)本學(xué)科的工程特點(diǎn)，采用現(xiàn)場調(diào)查、科學(xué)實(shí)驗(yàn)和理論分析相結(jié)合的研究方法現(xiàn)場調(diào)查包括：工程地質(zhì)測繪、勘探、和物探，主要收集現(xiàn)場資料?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)：巖土物理力學(xué)參數(shù)、現(xiàn)場和室內(nèi)模型實(shí)驗(yàn)、水文實(shí)驗(yàn)，主要評價(jià)巖土工程的穩(wěn)定性?，F(xiàn)在實(shí)驗(yàn)包括數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)。理論分析：過去理論分析主要基于巖土力學(xué)、地質(zhì)學(xué)和土建工程學(xué)，目前把非線性科學(xué)理論應(yīng)用于巖土工程災(zāi)害分析。包括：分形理論、突變理論、耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)理論、重整化群理論等，它們主要處理自然界和社會活動過程中復(fù)雜現(xiàn)象和規(guī)律。本課程主要內(nèi)容典型的三種巖土工程災(zāi)害規(guī)律和防治措施。（1）地層沉陷（2）滑坡（3）巖爆和沖擊地壓非線性科學(xué)的主要內(nèi)容和應(yīng)用第四章地層沉陷基本概念地層沉陷是指地層中巖體臨空或受力而發(fā)生垂直和水平方向上緩慢或突發(fā)性的變形、破壞和運(yùn)動。其實(shí)則是地層中巖土體的失穩(wěn)破壞?；咎攸c(diǎn)（1）研究范圍大，采動臨空面及其周圍巖體直至地表；（2）不僅研究應(yīng)力、應(yīng)變，更關(guān)心巖體及地表產(chǎn)生的大變形和大位移；（3）不僅研究本身巖體的損害，而且研究地層沉陷所波及的地層環(huán)境的破壞。地下采煤引起的地表塌陷原砂土堆壩河道右壩遠(yuǎn)景與干枯的河道沉降量理論研究路徑理論研究是把巖體和臨空面抽象為一定的理論模型，根據(jù)該理論模型的理論解及實(shí)測、實(shí)驗(yàn)求得的參數(shù)，對巖體內(nèi)部及地表的應(yīng)力和位移進(jìn)行計(jì)算，其流程圖如下：地層沉陷的理論研究示意圖理論研究究的三種種方法唯象學(xué)理理論研究究：包括括概率積積分法、、負(fù)指數(shù)數(shù)函數(shù)法法、典型型曲線法法。它簡簡便易行行，避開開了巖體體的本構(gòu)構(gòu)，對于于層狀結(jié)結(jié)構(gòu)計(jì)算算誤差較較小。經(jīng)典力學(xué)學(xué)理論研研究（反反分析））：利用用黑箱原原理，進(jìn)進(jìn)行巖體體采動系系統(tǒng)調(diào)制制，老擬擬合采動動巖體與與地表的的移動曲曲線。計(jì)計(jì)算結(jié)果果較差，，很少使使用。力學(xué)理論論研究（（正演分分析）：：利用力力學(xué)原理理，將巖巖體抽象象為力學(xué)學(xué)模型，，編制相相應(yīng)的計(jì)計(jì)算程序序?qū)Σ蓜觿訋r體與與地表沉沉陷進(jìn)行行模擬。。地下開采采地層內(nèi)內(nèi)部沉陷陷特征礦體采空空后，圍圍巖的原原始應(yīng)力力平衡狀狀態(tài)被破破壞，應(yīng)應(yīng)力開始始重新分分布，使使圍巖產(chǎn)產(chǎn)生變形形、移動動、破壞壞，顯然然破壞的的程度距距離采空空區(qū)的遠(yuǎn)遠(yuǎn)近有關(guān)關(guān)。分成成六個(gè)區(qū)區(qū)域，上上覆巖層層分為冒冒落帶、、裂隙帶帶和彎曲曲帶，底底板分為為底板導(dǎo)導(dǎo)水裂縫縫帶、保保護(hù)帶和和承壓水水導(dǎo)升帶帶。地層沉陷分分區(qū)示意圖圖地表沉陷特特征沉陷盆地是是在工作面面推進(jìn)過程程中逐漸形形成的，它它比采空區(qū)區(qū)域大得多多。地表沉陷盆盆地的發(fā)生生和發(fā)展地地表表沉陷盆地地區(qū)域劃分分示意圖地表沉陷的的危害地層沉陷對對建筑物的的危害地層沉陷對對水體的危危害地層沉陷對對鐵路和地層沉陷對井巷的危害地層沉陷對山體和露天礦邊坡的危害地層沉陷誘發(fā)礦山動力災(zāi)害地層沉陷的的預(yù)測（概概率積分法法）地下礦體采采出后，巖巖層和地表表將發(fā)生移移動，以統(tǒng)統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)點(diǎn)將整個(gè)開開采分解為為無窮多個(gè)個(gè)無限小的的開采，整整個(gè)開采對對巖層和地地表沉陷的的影響相當(dāng)當(dāng)于無窮多多個(gè)無限小小開采影響響之和。地表下沉地表傾斜變變形地表曲率變變形地表水平移移動地表水平變變形地層沉陷損損害控制（（一）活動基礎(chǔ)：：隨意調(diào)整整建筑物原原基礎(chǔ)高度度的一組構(gòu)構(gòu)件群，吸吸收采動巖巖體向上傳傳遞非線性性變形，達(dá)達(dá)到保護(hù)建建筑物安全全使用的目目的?；顒踊A(chǔ)結(jié)結(jié)構(gòu)示意圖圖離層注漿控控制地層沉沉陷離層注漿控控制沉陷就就是利用礦礦體開采后后覆巖層裂裂過程中形形成的離層層空間，借借助高壓注注漿泵從地地面通過鉆鉆孔向離層層空間注入入充填材料料，占據(jù)采采出空間向向上傳遞，，支承巖層層、減緩離離層上位巖巖體的進(jìn)一一步彎曲下下沉，從而而達(dá)到減緩緩地層沉陷陷的目的。。其基本工工藝原理圖圖如下：改進(jìn)開采工工藝或充填填技術(shù)大條帶開采采工藝小煤柱開采采大大條帶開開采充填開采對于有條件件的礦山進(jìn)進(jìn)行充填開開采，減少少地面沉陷陷第五章滑滑坡滑坡是一種種常見的斜斜坡失穩(wěn)而而產(chǎn)生的巖巖土工程災(zāi)災(zāi)害。在礦礦山、交通通、水利和和城市建設(shè)設(shè)過程中由由于大量開開挖和施工工不當(dāng)?shù)仍颍茐膲牧松襟w的的穩(wěn)定，從從而誘發(fā)滑滑坡的發(fā)生生和發(fā)展，，造成災(zāi)害害性的事故故?；咎卣鳎海夯瑒拥膸r土土體具有整整體性，并并保持著斜斜坡原有的的地質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)特征；滑移的方式式為滑動，，而不是滾滾動或傾覆覆。252m370622南芬露天鐵礦非工作幫的大規(guī)?；拢?50萬立方米）2019年下半年~2000年上半年滑坡的危害害我國是一個(gè)僅80年代一次性死亡人數(shù)在200人以上或直接經(jīng)濟(jì)損失在千萬元以上有十余起（如1980年的鹽池河滑坡、1981年雞趴子滑坡、1984年新灘滑坡、1983年灑勒山滑坡，1989年的溪口滑坡）。由滑坡造成水、陸路交通中斷引起的間接損失更無法估計(jì)。由人類建設(shè)工程引起的滑坡也不少，如云南漫灣水電站左岸纜機(jī)平臺斜坡失穩(wěn)，隴海線葡萄園段滑坡迫使鐵路改線，龍羊峽電站虎丘山斜坡變形，成昆線鐵西滑坡?；碌姆诸愵惢碌姆诸愵惐容^繁雜雜，從不同同角度去分分類，例如如按滑坡的的組成物質(zhì)質(zhì)、滑動速速度、力學(xué)學(xué)特征、滑滑體形態(tài)、、滑體規(guī)模模、發(fā)展階階段等進(jìn)行行分類。我國按力學(xué)學(xué)條件分類類：牽引式式滑坡、推推動式滑坡坡兩類。牽引式滑坡坡是由于坡坡腳處任意意開挖所引引起，斜坡坡失去平衡衡，靠近坡坡腳部分巖巖體首先開開始向自由由面膨脹、、開裂、擠擠出，然后后依次向上上發(fā)展，最最后整個(gè)邊邊坡失穩(wěn)滑滑移。推動式滑坡坡開始發(fā)生生斜坡的上上部，失穩(wěn)穩(wěn)破壞的巖巖體向下滑滑移，并擠擠壓下部巖巖體，造成成斜坡下部部鼓丘和隆隆起。治理的方法法不一樣：：牽引式滑滑坡通過增增加它的抗抗滑力，而而推動式滑滑坡通過卸卸荷方法來來減少的下下滑力?；碌陌l(fā)育育過程蠕動變形階階段由于開挖和和外界因素素的影響，，首先在斜斜坡內(nèi)部產(chǎn)產(chǎn)生微小的的變形和移移動，然后后逐漸發(fā)展展，直至坡坡面出現(xiàn)斷斷續(xù)的張拉拉裂縫。隨著張拉裂裂縫的出現(xiàn)現(xiàn)，滲水作作用加強(qiáng)，，變形進(jìn)一一步發(fā)展，，后緣張拉拉，裂縫加加寬，開始始出現(xiàn)較小小的錯(cuò)距，，兩側(cè)剪切切裂縫相繼繼出現(xiàn)。坡坡腳部分巖巖體被壓裂裂致碎，并并有潮濕滲滲水，此時(shí)時(shí)滑動面初初步形成，，但尚未斜坡變形進(jìn)一步發(fā)展，后緣裂縫不斷加寬，錯(cuò)距不斷增大，兩側(cè)羽毛狀剪切裂縫貫通并撕開，斜坡前緣巖體擠碎并鼓出，出現(xiàn)鼓張裂縫，坡腳附近滲水渾濁，滑動面已經(jīng)形成，失穩(wěn)巖體開始整體向下滑動?；瑒悠茐碾A階段滑體在整體體下滑時(shí)，，滑坡后緣緣迅速下陷陷，滑坡壁壁越露越高高，滑體分分裂成數(shù)塊塊。滑坡體體上的建筑筑物嚴(yán)重變變形以至倒倒塌毀壞。。漸趨穩(wěn)定階階段滑動逐漸停停止后，形形成特殊的的滑坡地形形，在巖性性、結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)造和水文文地質(zhì)方面面相繼產(chǎn)生生變化，例例如斜坡巖巖體發(fā)生整整體性破壞壞、巖體變變得松散破破碎，透水水性增強(qiáng)，，含水量增增高，地層層產(chǎn)狀發(fā)生生變化?；碌念A(yù)測測、預(yù)報(bào)滑坡是一個(gè)個(gè)典型的非非線性系統(tǒng)統(tǒng)的失穩(wěn)，，非線性系系統(tǒng)失穩(wěn)前前都要展示示大量的異異常信息———失穩(wěn)前前兆。斜坡滑動類類型Heok根根據(jù)滑動面面的差異把把巖石邊坡坡的破壞分分為四種類類型：圓弧破壞、、平面破壞壞、楔體破破壞和傾覆覆破壞，前三種破破壞性質(zhì)屬屬于滑動破破壞，最后后一種屬于于崩塌破壞壞。大量的的理論研究究和野外勘勘察表明，，大多數(shù)巖巖石邊坡的的破壞均為為滑動破壞壞。(a)(b)(c)(d)巖石邊坡的的滑動類型型(a)平平面破壞；；(b)圓圓弧破壞壞；(c)楔體破破壞；(d)傾覆覆破壞邊坡穩(wěn)定性性分析方法法巖石邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性分析析目前有三三種方法：：（1）解析方法，，最常用是塊體極極限平衡法，它通通過塊體在假定滑滑動面上抗滑力和和滑動力之間的平平衡關(guān)系來判斷邊邊坡的穩(wěn)定性。（2）數(shù)值方法，，通過計(jì)算巖石邊邊坡中的應(yīng)力分布布，從而確定邊坡坡體的不穩(wěn)定區(qū)域域。（3）概率法，把把巖石邊坡的一些些參數(shù)視為一個(gè)隨隨機(jī)變量場，通過過建立隨機(jī)變量的的分布函數(shù)來確定定邊坡的穩(wěn)定性。。平面滑動穩(wěn)定分析析邊坡的穩(wěn)定性用穩(wěn)穩(wěn)定性系數(shù)來表示，它定義為為塊體的抗滑力與與下滑力之比。因因此單平面滑動時(shí)時(shí)邊坡的穩(wěn)定性系系數(shù)為：假設(shè)兩塊體之間存存在一對作用力和和，大小相等方向向相反。作用的方方向傾角為。通過塊體Ⅰ的平平衡可以求得作用用力的大小和方向向。塊體Ⅰ受到滑滑動面以下巖體對對它的作用力，單平面滑動雙雙平面滑動HLhG12ⅠⅡG2G1FⅡFⅠABCDCR1圓弧面滑動當(dāng)邊坡的巖性較軟軟或結(jié)構(gòu)面與邊坡坡面傾向相反時(shí)，，邊坡都沿某一個(gè)個(gè)圓弧面滑動，而而不是平面滑動。。絕大多數(shù)土體邊邊坡也是圓弧面滑滑動。圓弧面滑動動的邊坡穩(wěn)定性系系數(shù)定義為抗滑力力矩與滑動力矩之之比。圓弧面滑動穩(wěn)定性性Bishop計(jì)計(jì)算法NSSiSi+1Ni+1NiGox楔體滑動楔形體滑動是常見見的一種邊坡破壞壞形式。因?yàn)樾ㄐ涡误w是一個(gè)空間塊塊體，因此其穩(wěn)定定性計(jì)算是一個(gè)比比較復(fù)雜的問題。。楔形體滑動模型及及其穩(wěn)定性計(jì)算ADCBHBDAC面A面CGNN1N212上述計(jì)算的缺陷有關(guān)幾種邊坡滑動動模式一般都只考考慮滑動塊體重力力的作用，而實(shí)際際上研究的邊坡大大多承受靜水壓力力、地震力及建筑筑物的作用力等外外加荷載。在實(shí)際際評價(jià)邊坡穩(wěn)定性性時(shí)都要考慮這些些外加荷載的作用用。防治措施大致分為為減滑工程和抗滑滑工程，減滑工程程在于改變滑坡的的地形、土質(zhì)、地地下水等狀態(tài)?？箍够こ淘谟诶糜每够瑯?gòu)筑物來抵抵擋滑坡變形或滑滑動，這類主要制制止小規(guī)模的滑坡坡。防治工程減滑工程抗滑工程擋土墻、抗滑樁、、錨固工程、豎井井樁削坡減重地表水排除工程地下水排除工程排氣工程河道構(gòu)筑物地表水溝防滲工程水平鉆孔集水井泄水隧道立體排水工程第六章巖爆爆和沖擊地壓基本定義巖爆是地下工程中中的一種特殊現(xiàn)象象，一般定義為在在應(yīng)力集中作用下下，脆性煤巖體內(nèi)內(nèi)積聚的彈性應(yīng)變變能在外界的擾動動觸發(fā)下突然釋放放，致使煤巖向自自由空間產(chǎn)生位移移的動力現(xiàn)象。在在煤炭系統(tǒng)巖爆習(xí)習(xí)慣上稱為沖擊地地壓。它是煤炭、、冶金、水電及鐵鐵道等地下工程中中重大災(zāi)害之一。。危害自1738年英國國某錫礦首次發(fā)生生巖爆以來，在世世界范圍內(nèi)已有20多個(gè)國家發(fā)生生過巖爆現(xiàn)象，據(jù)據(jù)煤炭系統(tǒng)不完全全統(tǒng)計(jì)，到2019年底，我國已已有35對礦井累累計(jì)發(fā)生2000余次巖爆事故，，造成數(shù)以百計(jì)的的人員傷亡，巷道道破壞達(dá)20多萬萬米。1、采礦開挖引起起的礦山壓力災(zāi)害害液壓支架立柱缸體體爆裂、鼓肚、彎彎曲、損壞。安全閥開啟老虎臺礦巖爆的機(jī)理和產(chǎn)生生的原因各類巖爆的最終表表現(xiàn)形式都十分相相似，但由于應(yīng)力力環(huán)境、采動影響響、巖體力學(xué)性質(zhì)質(zhì)及擾動特征的復(fù)復(fù)雜性，造成巖爆爆產(chǎn)生的成因及機(jī)機(jī)理尚不十分明確確。目前的研究多集中中在巖爆發(fā)生的準(zhǔn)準(zhǔn)則方面，相繼形形成了強(qiáng)度理論、、能量理論、失穩(wěn)穩(wěn)理論、沖擊傾向向理論等，巖爆發(fā)發(fā)生以后巖塊的動動力行為，完全按按照運(yùn)動學(xué)的方程程來分析。強(qiáng)度理論強(qiáng)度理論認(rèn)為在開開掘或采動過程中中，在采場和巷道道周圍形成應(yīng)力集集中，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到到巖石強(qiáng)度時(shí)，脆脆性巖石就突然破破壞形成巖爆。近代的強(qiáng)度理論引引入系統(tǒng)的觀點(diǎn)，，以巖體-圍巖系系統(tǒng)作為研究對象象，認(rèn)為巖體的承承載能力應(yīng)該是巖巖體和圍巖系統(tǒng)的的綜合強(qiáng)度，當(dāng)巖巖體承受的應(yīng)力大大于或等于巖體-圍巖系統(tǒng)強(qiáng)度時(shí)時(shí)，就發(fā)生巖爆。。巖爆發(fā)生的強(qiáng)度度準(zhǔn)則強(qiáng)度理論在判別巖巖爆時(shí)，具有簡單單、直觀、容易應(yīng)應(yīng)用的特點(diǎn)，但它它對巖爆的動力學(xué)學(xué)特征描述不夠，，而且不能反映巖巖爆的時(shí)間特征?！，F(xiàn)場資料表明：：許多地下工程巖巖體承受的應(yīng)力超超過它強(qiáng)度時(shí)，雖雖然已進(jìn)入了軟化化階段，但多數(shù)并并未發(fā)生巖爆現(xiàn)象象。這從側(cè)面說明明了強(qiáng)度理論的局局限性。能量理論能量理論從能量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化的角度來分析析巖爆的成因，該該理論認(rèn)為巖體-圍巖系統(tǒng)在力學(xué)學(xué)平衡狀態(tài)下破壞壞所釋放的能量大大于所消耗的能量量時(shí)，即形成巖爆爆?？紤]了巖爆能能量動態(tài)過程，巖巖爆的能量準(zhǔn)則可可表示為：能量理論只說明了了巖體-圍巖系統(tǒng)統(tǒng)在力學(xué)平衡狀態(tài)態(tài)時(shí)，釋放的能量量大于消耗的能量量，巖爆就發(fā)生，，但沒有闡明平衡衡狀態(tài)的力學(xué)性質(zhì)質(zhì)和破壞條件，特特別是圍巖釋放能能量的條件，因此此巖爆的能量理論論缺乏必要條件。。沖擊傾向理論一般容易發(fā)生巖爆爆的巖體具有同樣樣的物理力學(xué)特征征，這種產(chǎn)生沖擊擊破壞的能力稱為為沖擊傾向，它是是巖爆產(chǎn)生的必要要條件。當(dāng)巖體介介質(zhì)的沖擊傾向度度大于規(guī)定的極限限值時(shí)，就可能發(fā)發(fā)生巖爆。這些沖沖擊傾向的指標(biāo)包包括：彈性變形指指數(shù)、有效沖擊能能指數(shù)、極限剛度度比、破壞速度指指數(shù)等。式中K為沖擊傾向向性指標(biāo)，K*為沖擊傾向性極限限值，用一組沖擊擊傾向指標(biāo)來評價(jià)價(jià)巖體發(fā)生巖爆的的危險(xiǎn)性具有實(shí)際際意義，但巖爆的的發(fā)生與周圍環(huán)境境密切相關(guān)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室測定的沖擊傾傾向指標(biāo)難于全面面代表各種地質(zhì)因因素條件下巖爆特特征。變形失穩(wěn)理論失穩(wěn)理論是近年來來才被應(yīng)用于巖爆爆研究。它從數(shù)學(xué)學(xué)上的穩(wěn)定性理論論出發(fā)，研究系統(tǒng)統(tǒng)穩(wěn)定準(zhǔn)則。該理理論認(rèn)為巖爆發(fā)生生前是一個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)態(tài)過程，而巖爆是是一個(gè)平衡狀態(tài)失失穩(wěn)轉(zhuǎn)化為另一個(gè)個(gè)平衡狀態(tài)的動力力失穩(wěn)過程。當(dāng)巖巖體處于非穩(wěn)定的的平衡狀態(tài)時(shí)，遇遇到外界有微小的的擾動，巖體就可可能發(fā)生失穩(wěn)，從從而在瞬間釋放大大量能量，這些能能量促使巖體從靜靜態(tài)變?yōu)閯討B(tài)，于于是發(fā)生急劇、猛猛烈的破壞。巖爆爆發(fā)生的判據(jù)表達(dá)達(dá)式為：巖爆烈度分級巖爆級別巖爆釋放的能量（J）巖爆的烈度(級)造成的損害程度微爆<10<1巖體的表面或深部局部破壞弱巖爆1~2拋出少量的巖塊，有聲響和地震效應(yīng)，設(shè)備不受破壞中等巖爆2~3.5拋出大量的帶粉塵巖塊，形成氣浪，造成巷道支護(hù)破壞強(qiáng)烈?guī)r爆3.5~5造成幾十米巷道破壞災(zāi)害性巖爆>5整個(gè)采區(qū)或整個(gè)水平范圍內(nèi)受破壞10~102102~104104~107>107巖爆預(yù)測方法———聲發(fā)射巖石在壓力作用用下發(fā)生變形和和斷裂破壞，巖巖石內(nèi)部微裂紋紋的擴(kuò)展和摩擦擦都能引起彈性性能的突然釋放放并以應(yīng)力波向向外傳播，這種種現(xiàn)象稱為巖石石的聲發(fā)射。它它在地下采礦和和地震工程中也也稱為地音。顯顯然聲發(fā)射的強(qiáng)強(qiáng)弱和時(shí)空分布布反映了巖體的的破裂進(jìn)程。在預(yù)測評估技術(shù)術(shù)方面，不斷成成熟的模式識別別技術(shù)和改進(jìn)的的聲測方法使得得低應(yīng)力和高應(yīng)應(yīng)力巖石之間聲聲發(fā)射的差異能能被精確地測量量出來，并用來來進(jìn)行巖石應(yīng)力力集中區(qū)和巖爆爆先兆的評估，，進(jìn)而預(yù)測預(yù)報(bào)報(bào)巖爆的發(fā)生。。預(yù)測實(shí)例美國愛達(dá)荷州北北部的Coeurd’Alene地區(qū)是是生產(chǎn)鉛、鋅、、銀等有色金屬屬的重要礦區(qū)。。該礦區(qū)正常情情況下聲發(fā)射率率一般在30次次/日以下，但但在巖爆發(fā)生前前兩小時(shí)左右，，聲發(fā)射活動突突然激增，其峰峰值強(qiáng)度可達(dá)正正常值的數(shù)十倍倍，隨后迅速下下降，再經(jīng)過1~2小時(shí)就發(fā)發(fā)生巖爆。圖顯顯示三個(gè)月內(nèi)內(nèi)在同一個(gè)礦內(nèi)內(nèi)所發(fā)生的四次次巖爆的聲發(fā)射射記錄，由于成成功地預(yù)測了巖巖爆發(fā)生時(shí)間和和地點(diǎn)，因而這這四次巖爆均未未造成任何人員員傷亡。鉆屑法鉆屑法是在巖體體內(nèi)鉆孔，同時(shí)時(shí)測量巖粉量、、聲響、鉆孔沖沖擊、鉆孔阻力力和巖粉粒度，，來判斷巖體內(nèi)內(nèi)應(yīng)力集中程度度，鑒別發(fā)生巖巖爆的傾向和位位置。一般在鉆鉆孔時(shí)產(chǎn)生類似似巖爆的沖擊效效應(yīng)，這也是鉆鉆屑得以鑒定巖巖爆危險(xiǎn)程度的的物理基礎(chǔ)，這這種效應(yīng)也可稱稱為鉆孔沖擊。。鉆屑法一般應(yīng)應(yīng)用于煤礦開采采中。一般以鉆屑量和和正常排粉量之之比作為衡量沖沖擊傾向指標(biāo)，，它稱為鉆粉率率指數(shù)。它的表表達(dá)式為：式中為鉆粉率指數(shù)，，Vb為鉆出的的巖粉量，Vz為正常排粉量量，地球物理檢測法法某些淺源地震機(jī)機(jī)制和巖爆相似似，因此可以利利用檢測地震的的一些地球物理理方法，如地質(zhì)質(zhì)層析X線成像像法及電磁輻射射法，檢測巖爆爆。地質(zhì)層析X線成像法在巖巖爆和采礦誘發(fā)發(fā)巖爆研究中有有三方面的應(yīng)用用。（1）礦區(qū)區(qū)巖體的主動成成像能提供大區(qū)區(qū)域巖體的特性性；（2）通過過連續(xù)成像可提提供對巖體性質(zhì)質(zhì)的監(jiān)控；（3）以往巖體層層析成像提供例例如微震傳感器