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深埋大理岩加卸荷变形破坏机理及岩爆倾向性评估方法研究
摘要
本文通过阐述深埋大理岩的结构特点和力学行为，分析了深埋大理岩在加卸荷变形过程中的破坏机理，并探讨了岩爆倾向性评估方法的应用。研究表明，深埋大理岩在加荷过程中容易发生裂隙扩展，而卸荷时则易出现冷却和热胀等影响破坏。因此，对于深埋大理岩的岩爆倾向性评估，需要考虑其加卸荷变形过程和环境影响。最后，结合实例，验证了岩爆倾向性评估的可行性和有效性。
关键词：大理岩；深埋；加卸荷；破坏机理；岩爆倾向性评估
Abstract
Byelaboratingthestructuralcharacteristicsandmechanicalbehaviorsofdeep-buriedmarble,thispaperanalyzesthefailuremechanismofdeep-buriedmarbleduringloadingandunloadingdeformation,andexplorestheapplicationofrockbursttendencyevaluationmethod.Thestudyshowsthatdeep-buriedmarbleispronetocrackpropagationduringloading,whilecoolingandthermalexpansioncancausedamageduringunloading.Therefore,fortherockbursttendencyevaluationofdeep-buriedmarble,itisnecessarytoconsideritsloadingandunloadingdeformationprocessandenvironmentalinfluence.Finally,combiningwithexamples,thefeasibilityandeffectivenessofrockbursttendencyevaluationareverified.
Keywords:marble；deep-buried；loadingandunloading；failuremechanism；rockbursttendencyevaluation
一、研究背景
地下水力厂、矿山等深埋工程中经常会遇到深埋大理岩的问题，而其深埋的特殊环境对于其力学性质和破坏机理具有很大影响。岩爆则是深埋大理岩中一个十分常见的破坏现象，因此，研究深埋大理岩的加卸荷变形与破坏机理，以及岩爆倾向性评估方法至关重要。
二、深埋大理岩的结构特点和力学行为分析
大理岩是一种变质岩，主要由碳酸钙和少量矿物质组成，其矿物颜色多样，成为了一种重要的建筑装饰材料。深埋大理岩由于深埋环境的温度、压力和水汽等原因，其结构和力学性质与浅埋大理岩有很大差异。具体表现为：
（1）结构特点：深埋大理岩中晶界磨光、微裂缝、晶体生长缺陷等缺陷比较明显，其内部结构和矿物组成可能发生改变，比如石灰石转变为云母、石英等矿物质，导致大理岩的孔隙率和强度发生变化。
（2）力学行为：深埋大理岩在压力下具有较高的强度和抗剪裂性能，但在受到高温和压力的同时，容易发生变形和裂隙扩展。而在载荷卸除过程中，深埋大理岩很容易因冷却和热胀等原因出现破坏和岩爆现象。
三、深埋大理岩的破坏机理分析
加卸荷变形过程是深埋大理岩岩体中发生破坏和岩爆的直接原因，因此，研究其破坏机理具有重要意义。深埋大理岩的破坏机理主要与以下因素有关：
（1）荷载作用：荷载的作用是深埋大理岩中产生裂隙和变形的主要原因。在加荷过程中，深埋大理岩中各向异性和孔隙分布会影响其变形和破坏；在卸荷过程中，上部岩石的负荷减轻会导致下部大理岩的冷却和膨胀，加剧了岩体中的裂隙扩展和破坏。
（2）温度影响：由于深埋环境中温度较高，晶粒生长和晶粒变形比较明显，导致大理岩对温度变化敏感，经受冷却和加热等变化时易破坏。
（3）应力状态：深埋大理岩中受到的应力不仅有压力，还包括剪切和挤压。当承受的应力大于其承载能力时，就容易发生破坏。
四、岩爆倾向性评估方法探讨
岩爆倾向性评估是预测深埋大理岩破坏程度和岩爆危险程度的重要手段。在实际评估中，常用的方法包括：声波检测、地震勘测、GPS监测等。现在最常用的是微震监测，其实质是通过监测微观变形和离子迁移等现象，推断岩体中隐蔽的裂隙和破坏倾向。具体方法包括：监测岩石中的应力、应变、电阻率等物理量变化，以及监测岩体中发生的微震声波信号和源点信息等。
五、实例验证
以某矿山为实例，评估其深埋大理岩的岩爆倾向性。首先，利用GPS、地震勘测等现代技术监测了该矿山岩体中的微观变形、应力状态和声波等信息，并在此基础上计算了岩爆概率和危险程度。结果表明，在该矿山中存在岩爆危险，需要采取措施进行处理。
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