高应力下硬岩地下工程的稳定性 智能分析与动态优化
崩塌危岩体地质灾害的稳定性分析与防治措施研究
崩塌危岩体地质灾害的稳定性分析与防治措施研究崩塌危岩体地质灾害是指岩石在地壳运动、地质构造变形、水文地质及自然力的作用下，发生破碎、崩塌、坍塌等失稳现象，给人类生命财产造成重大威胁的地质现象。
稳定性分析与防治措施研究是预防和减少崩塌危岩体地质灾害发生的重要手段。
本文将从崩塌危岩体地质灾害的稳定性分析和防治措施研究两个方面进行探讨。
一、崩塌危岩体地质灾害的稳定性分析1.地质勘察：地质勘察是崩塌危岩体地质灾害稳定性分析的基础。
通过野外实地考察和室内实验，获取崩塌危岩体的地质数据，如岩石的性质、岩体的构造、节理系统、断裂体等。
同时，还需要对周边环境进行环境调查，如地表水的排水情况、降雨量、地下水位等因素。
2.力学参数测定：力学参数是评价崩塌危岩体稳定性的关键因素。
通过采集样品进行力学试验，测定岩石的抗压强度、抗拉强度、剪切强度等力学参数，并结合岩体的节理角、节理间距等因素，综合评估岩体的稳定性。
3.数值模拟：数值模拟是一种常用的崩塌危岩体稳定性分析方法。
通过建立岩体模型、应力分析模型和破裂模型，利用相应的软件进行模拟，模拟岩体的失稳过程及其影响范围，预测崩塌危险性。
1.加固措施：加固措施是稳定崩塌危岩体的关键手段。
可以采用钢筋混凝土加固、喷射混凝土加固、锚索加固等方式，对崩塌危岩体进行加固设计和施工，提高岩体的抗震抗滑能力，延缓崩塌的发生。
2.排水措施：排水措施是减少崩塌危岩体地质灾害的有效手段。
通过排水系统，及时将降雨水分和地下水排出，保持岩体的稳定性。
可以采用水平排水和垂直排水的方式，根据实际情况选择合适的排水方案。
3.监测预警：监测预警是及时发现崩塌危岩体的变形和失稳状态的重要手段。
可以利用现代科技手段，如遥感技术、卫星监测、地质雷达等，对崩塌危岩体进行实时监测和预警，及时采取相应的防治措施，减少灾害发生的风险。
4.人工措施：人工措施是预防和减少崩塌危岩体地质灾害的重要手段。
可以通过搭建坡面桩支撑、设置护岩网、挂绳索网、铺设钢筋网等方式，对岩体进行人工加固，防止岩体的破坏和崩塌。
复杂环境地质条件下高边坡安全评价与防控关键技术与应用
复杂环境地质条件下高边坡安全评价与防控关键技术与
应用
在复杂环境地质条件下，高边坡的安全评价与防控是一项关键技术，它涉及到多个学科领域，如地质工程、岩土工程、工程力学、环境工程等。
以下是针对这一主题的详细分析：
首先，安全评价主要包括两个方面：稳定性分析和风险评估。
稳定性分析主要通过数值模拟、离散元等方法，对高边坡在各种工况下的位移、应力、应变等参数进行计算，从而评估其稳定性。
风险评估则是对可能出现的各种灾害（如滑坡、崩塌、泥石流等）的发生概率、影响范围、危害程度等进行预测和评估。
其次，防控关键技术包括灾害预警、加固与防护、生态修复等多个方面。
灾害预警是通过建立监测系统，实时监测边坡的变形、应力变化等，及时发现异常并发出预警。
加固与防护则是采取物理加固（如挡土墙、抗滑桩等）和化学加固（如水泥浆、土壤固化剂等）措施，提高边坡的稳定性。
生态修复则是通过植被恢复、土壤改良等手段，改善边坡生态环境，降低灾害发生的可能性。
最后，应用方面，这一技术可广泛应用于水利水电、交通、采矿等工程领域。
例如，在水电站建设中，高边坡的安全评价与防控是至关重要的，它关系到下游人民群众的生命财产安全。
在高速公路建设中，高边坡的稳定性直接影响到道路的安全使用。
在矿山开采中，高边坡的崩塌、滑坡等灾害可能对开采作业造成严重影响。
综上所述，复杂环境地质条件下高边坡安全评价与防控关键技术与应用是一项综合性、系统性的工作，需要多学科交叉合作，共同应对自然和人为因素带来的挑战。
随着科技的不断进步，相信这一领域的技术和应用将得到进一步发展和完善。
崩塌危岩体地质灾害的稳定性分析与防治措施研究
崩塌危岩体地质灾害的稳定性分析与防治措施研究稳定性分析是崩塌危岩体地质灾害研究的重要内容之一、其目的是通过分析岩体的力学性质和外力作用情况，评估岩体的稳定性。
稳定性分析常用的方法有解析法、试验法和数值模拟法。
解析法是通过分析岩体内部应力和变形的数学模型来预测其稳定性。
例如，通过应力和位移边界条件，可以推导出对应的稳定性方程，进而求解岩体的稳定状态。
这种方法适用于岩体较简单的情况，但实际工程中往往存在复杂的地质条件和力学问题，因此其应用范围有限。
试验法是通过实验的方式来模拟分析岩体的破坏过程和稳定性变化。
例如，可以通过室内试验或者现场试验的方法，对岩体进行加载、变形、破裂等测试，进而确定其稳定性。
试验法能够为稳定性分析提供准确的数据，但其局限性在于试验成本高、周期长，且试验结果受试验条件的限制。
数值模拟法是通过数值计算的方式，在计算机上建立岩体的数学模型，模拟岩体的应力、变形和稳定性变化。
数值模拟法主要包括有限元法、边界元法、离散元法等。
这些方法可以较好地模拟岩体的复杂力学行为，对于评估岩体的稳定性具有重要意义。
防治措施研究是为了减少崩塌危岩体地质灾害对人类生命财产造成的损失，保护环境和社会稳定。
针对不同的灾害区域和岩体特性，可以采取不同的防治措施。
一方面，可以通过地质灾害监测与预警系统，及时了解岩体的变形变化，预测地质灾害的发生。
同时，加强对危险区域的监测和监控，实时监测岩体的变形与位移，及时采取防护措施，确保人员安全。
另一方面，可以采取工程措施对岩体进行稳定治理。
例如，通过加固岩体的方法，包括钻孔注浆、爆破压裂、锚杆加固等，增强岩体的承载能力和抗滑能力，提高其稳定性。
此外，还可以采取生态措施，如植被恢复、防护林带的建设等，通过保护和恢复植被，增加地表抗滑能力，减少地质灾害的发生。
综上所述，崩塌危岩体的稳定性分析与防治措施研究是减少地质灾害对人类生命财产造成损失的重要工作。
通过稳定性分析，可以了解危岩体的稳定性状况，评估崩塌的危险性。
深部高应力软岩巷道支护技术
深部高应力软岩巷道支护技术周俊林;林登阁;王迎东【摘要】近年来，煤炭等矿产资源的开发利用逐步向深部发展，深部软岩巷道大变形、大地压、难支护等特征表现明显，支护问题日益突出。
根据具体情况，安居煤矿千米埋深软岩硐室井下中央泵房，拱墙设计采用锚网索喷＋锚注＋现浇混凝土加固方案，底板采用抗让结合的反底拱及底板注浆治理方案，有效地控制了硐室变形破坏，取得了预期效果。
实践表明，以锚注为核心的锚注联合支护体系，可有效控制深部软岩巷道围岩变形，保证巷道长期稳定。
【期刊名称】《建井技术》【年(卷),期】2013(000)006【总页数】4页(P29-32)【关键词】高应力软岩巷道;深部;锚注加固技术;数值模拟【作者】周俊林;林登阁;王迎东【作者单位】冀中能源峰峰集团九龙煤矿，河北邯郸，056500;山东科技大学，山东青岛，266510;山东科技大学，山东青岛，266510【正文语种】中文【中图分类】TD353+.9深部软岩巷道稳定性控制一直是国内外矿山工程支护加固的难题之一［1］。
近年来，煤炭等矿产资源的开发利用逐步向深部发展，深部岩体的结构特征与力学性能越来越复杂。
浅部矿井开采中，表现为硬岩特征的岩体，进入深部开采后，往往表现出大变形、大地压、难支护等软岩力学特征［2］，产生了一系列的工程问题。
巷道地应力增大，且水平地应力明显大于垂直地应力，形成高水平地应力［3］。
这些都加剧了软岩巷道围岩变形破坏程度，增大了支护难度［4］。
因此，开展深部高应力软岩巷道支护技术研究，势在必行。
1 深部高应力软岩巷道支护技术20世纪80年代，世界各国巷道支护大多以金属支架为主。
金属支架在浅部矿井开采中，发挥了良好的支护作用，得到了广泛应用［5］。
随着矿井开采深度的加大，深部软岩巷道采用传统的支护方式，已难以保证围岩稳定，不能适应深部开采需要。
目前，世界多数产煤国家采用各种不同类型的锚杆、锚杆桁架及锚索支护方式，其中以美国、澳大利亚尤为明显。
井壁稳定分析
地层孔隙压力预测2.1 孔隙压力的预测方法地层孔隙压力是指岩石孔隙流体所具有的压力。
作为一个地质参数，孔隙压力在油气勘探、钻井工程及油气开发中占有十分重要的地位。
就钻井工程而言，孔隙压力是实现快速、安全、经济、合理钻进的一个必不可少的重要参数，因此准确的预测孔隙压力非常重要。
地层孔隙压力评价的方法很多，我们采用了国家“863”攻关项目“海洋探查与资源开发技术”中“精确的地层压力预测和监测技术”专题的研究成果，以测井资料为基础，采用高精度的地层压力预测和检测方法，进行地层孔隙压力预测计算。
在岩性和地层水变化不大的地层剖面中，正常压实地层的特点是，随着地层深度的增加，上覆岩层载荷增加，泥页岩的压实程度增大，导致地层孔隙度减小，岩石密度增大。
泥页岩的压实程度直接反应地层孔隙压力的变化。
而在目前的测井系列中，有多种测井方法都能较好地反应地层孔隙压力。
在本研究中，选用了资料来源最广、经济方便的声波时差法。
2.1.1 声波时差法解释原理声波测井测量的是弹性波在地层中的传播时间。
声波时差主要反映岩性、压实程度和孔隙度。
除了含气层的声波时差显示高值或出现周波跳跃外，它受井径、温度及地层水矿化度变化的影响比其它测井方法小得多。
所以用它评价和计算地层孔隙压力比较有效。
对岩性已知、地层水性质变化不大的地质剖面，声波时差与孔隙度之间成正比关系。
在正常压实的地层中可导出相似公式：CH 0e Δt Δt =将上式变换可得：B AH Δt +=logt ∆─深度为H 处的地层声波时差，ft s /μ；0t ∆─深度为0处的地层声波时差，ft s /μ；A 、B 、C 为系数，其中A <0，C <0。
该式即为压实地层声波时差正常趋势线公式，从式中可以直观地看出：t ∆log 与H 成线性关系，斜率是 A (A <0 )，在半对数曲线上，正常压实地层的t ∆对数值随深度呈线性减少。
如出现异常高压，t ∆散点会明显偏离正常趋势线。
岩石动态力学特性与岩层应力演化的数值模拟与实验优化研究
岩石动态力学特性与岩层应力演化的数值模拟与实验优化研究岩石的力学特性及其在地质工程中的应力演化是地质学和工程学领域研究的重要课题。
为了更好地了解岩石的动态力学特性及其力学行为，数值模拟和实验优化成为了研究的重点。
本文将介绍岩石动态力学特性与岩层应力演化的数值模拟与实验优化研究的现状及进展。
一、岩石动态力学特性研究的意义和现状岩石是地质工程中常见材料，其力学特性对于工程设计和施工具有重要影响。
岩石的动态力学特性研究能够有效评估岩石的强度、稳定性和变形特性，为工程设计和施工提供科学依据。
目前，研究者们通过实验和数值模拟方法来研究岩石的动态力学特性。
实验方法是通过对岩石的力学实验来获取其力学参数，如抗拉强度、抗压强度等。
数值模拟方法则通过建立力学模型，模拟岩石在不同条件下的应力和应变变化，从而研究岩石的力学行为。
二、岩层应力演化的数值模拟与实验优化研究的意义和现状岩层应力演化是指在地质演化过程中，岩石受到变形和外界作用力的影响，产生变形并形成应力状态的过程。
岩层应力演化的研究对于地质灾害预测、矿井设计和岩土工程安全评估等方面具有重要意义。
数值模拟和实验优化方法可以用来研究岩层应力演化及其对工程的影响。
通过数值模拟，可以模拟不同条件下岩层的变形和应力分布情况，从而提供岩层应力演化的定量分析结果。
实验优化方法则通过对岩层试样进行力学实验，获取岩层的应力状态和变形特征，验证数值模拟的结果，并对实际工程进行优化设计。
三、岩石动态力学特性与岩层应力演化的数值模拟与实验优化研究的关联岩石的动态力学特性与岩层应力演化密切相关。
岩石的力学特性直接影响岩层的应力演化过程。
通过数值模拟和实验优化，可以研究岩石的动态力学特性对岩层应力演化的影响，并为实际工程提供合理的力学参数和优化设计方案。
目前，岩石动态力学特性与岩层应力演化的数值模拟与实验优化研究已经取得了一些进展。
研究者们通过建立岩石力学模型和应力演化模型，运用数值模拟方法，模拟了岩石在地质演化过程中的力学行为和岩层应力演化过程。
采场稳定性分析与参数优化的图表法
采场稳定性分析与参数优化的图表法王金波;周靖人;赵永;杨天鸿;何少博【摘要】为了研究采场稳定性分析方法与参数优化方法,对夏甸金矿试验采场进行了的工程地质调查、矿岩力学试验、数字测试等工作,获取了表征矿山岩体质量的多种指标.对试验采场岩体质量进行了简要评价,54903采场岩体质量好,55002采场岩体质量一般.根据获取的指标,利用Mathews图表法对试验采场在当前跨度下的稳定性进行了分析,在当前6m进路采场跨度下,采场稳定性程度高,可合理地增大跨度.并根据拟合的稳定-破坏曲线公式求出采场临界跨度,继而综合多因素给出了7 m最初跨度设计.利用软岩极限跨度图表法评价出7 m设计跨度是经济、安全的.结合FLAC3D数值模拟对图表法应用的准确性进行了对比分析,并最终确定出采场跨度值.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】5页(P187-191)【关键词】Mathews稳定图;采场稳定性;参数优化;临界跨度图;数值模拟【作者】王金波;周靖人;赵永;杨天鸿;何少博【作者单位】招金矿业股份有限公司夏甸金矿,山东烟台 265418;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳 110819;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳 110819;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳 110819;招金矿业股份有限公司夏甸金矿,山东烟台 265418【正文语种】中文【中图分类】TD863地下岩体经历了长久的地质作用,具有不连续性、非均质性、各向异性以及赋存条件差异性等特性。
矿山岩体在长期强烈地质作用以及采动扰动下,其力学性质发生了复杂变化,岩体复杂特性的存在加剧了岩体失稳、破坏评估的难度。
采矿工程活动是一个动态变化的过程,随着回采工作面的不断推进、采场尺寸的不断加大,采场的暴露面积将不断加大,当顶板与围岩的暴露面积达到一定程度时,就会引起采场顶板冒落、片帮、矿柱变形断裂等灾害,这将严重影响采矿系统的安全。
【国家自然科学基金】_动态变形监测_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140803
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
科研热词 gps 龙门山断裂带 频谱分析 预防 预警指标 预报 随机游走模型 降雨径流 钢箱梁结构 重力异常 递阶对角神经网络 远程监测预报系统 远程监测系统 边坡稳定性 边坡工程 边坡 设计安全系数 蜂窝结构 能量吸收 累积 破坏模式 矿区沉陷区 矿井 相空间重构 监测反馈 疲劳评估 疲劳累积 煤岩动力灾害 煤与瓦斯突出 滑坡预报 滑动力 混沌 汶川地震 桥梁健康监测 构造活动 松散层沉降变形 既有地铁隧道 旋转变形 施工期 开挖 应变时程 常速度模型 常加速度模型 小波变换 对数正态分布 实时自动监测 实时监测 官地水电站 安全运营 大坝变形预测 城市 地铁车站施工
推荐指数 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
围岩稳定性评价总结
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（5）长引水隧洞的水力学问题研究
长引水隧洞水力过渡过程的试验研究；研究长引水 隧洞不衬砌或喷砼段减少糙率的措施；长引水隧洞 调压室的设计。
补充：洞室位址选择的地质论证
一、围岩稳定性分析 地 质 方 面 影 响 因 素 岩性-影响洞室稳定性最基本的因素 岩体结构-对岩体变形破坏起控制作用 天然应力状态-取决于垂直洞轴的水平应力 σH、天然应力比系数λ 地质构造-关注断层破碎带、裂隙密集带、 褶皱轴部 水文地质条件-影响围岩应力状态及围岩强度
建筑物特性--
施工方法--
调整与再分配。
支护方法— 临时支护、永久性支护；半衬、全衬。
影响—围岩中的应力重分布→变形→围压稳定性。
二、洞室位址选择论证
按工程特点与设计要求，考虑岩性、构造、地
形、水文等因素综合评判。
无需衬砌 自稳性好 易施工
选择稳定性好的岩体→
1、地形-
洞口-山体厚、施工条件好，岩坡 陡壁；避开地表径流；避开可能滑 动的坡体；避开断层破碎带。
第四章 地下工程
4.6 围岩稳定性评价
第四章 地下工程
第1节
概述
第2 节
第3节 第4节 第5节 第6节 第7节
围岩应力分布
围岩变形破坏 围岩分类 围岩压力 围岩稳定性评价 地下工程超前预报
第6节
围岩稳定性评价
围岩稳定性是地下建筑工程研究的核心 一般采用定性与定量结合的方法进行。
2、岩体结构⑴ 岩体性状-
对岩体变形破坏起控制作用。
松散结构及碎裂结构岩体稳定性最差；薄层状岩体次之； 厚层状岩体稳定性最好
【国家自然科学基金】_三维地应力_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802
推荐指数 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
科研热词 地应力 构造运动 地下工程 回归分析 反演分析 初始地应力 高应力 非线性反演 隧道 隧洞 锦屏二级水电站 边界条件 边坡 转向压裂 计算模型 空间分布模型 稳定性智能分析 神经网络 硬岩 环向裂缝成因 特低渗透油藏 深埋长隧 深井 水力压裂 构造应力 有限元法 有限元 支护措施 抽水蓄能电站 开挖顺序 应变解除法 应力扰动区 岩石力学 局域应力场 小湾水电站 定向射孔 天然渗流场 多元回归分析 地应力测量 地应力场 地层剥蚀 地下硐室 地下厂房 围岩稳定性 反距离加权插值法 反演回归分析 反演 双江口水电站 双s型裂缝 动态优化 初始应力场 初始地应力场
推荐指数 4 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38
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第27卷第7期岩石力学与工程学报V ol.27 No.7 2008年7月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering July，2008高应力下硬岩地下工程的稳定性智能分析与动态优化冯夏庭，江权，苏国韶(中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室，湖北武汉 430071)摘要：针对高应力下地下工程变形破坏的特点，提出高应力下地下工程稳定性的综合集成智能分析与动态设计优化的新思路，即以工程区域地应力、地质构造特征、高应力下的应力路径改变的岩石(体)变形破坏机制以及与之相对应的模型识别、基于新评价指标(局部能量释放率、破坏接近度)的确定性与不确定性方法结合的围岩稳定性分析、考虑多方面的开挖与全局支护优化、基于现场最新监测和开挖揭示的工程地质信息的动态反馈分析等为主线，给出高应力地区三维地应力场特征识别的新方法、高应力下硬岩本构模型识别的新方法、地下工程安全性评价新方法以及动态反馈智能分析与优化设计方法。
该新思路和新方法成功地进行了拉西瓦水电站和锦屏II级水电站地下厂房稳定性的动态反馈分析和设计优化。
关键词：地下工程；稳定性智能分析；动态优化；隧道；硬岩；高应力中图分类号：TU 91 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2008)07–1341–12INTEGRATED INTELLIGENT STABILITY ANALYSIS AND DYNAMIC OPTIMIZATION OF UNDERGROUND ENGINEERING IN HARD ROCKWITH HIGH GEOSTRESSFENG Xiating，JIANG Quan，SU Guoshao(State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering，Institute of Rock and Soil Mechanics，Chinese Academy ofSciences，Wuhan，Hubei430071，China)Abstract：According to key features of deformation and failure of surrounding rocks at high geostress，the way for stability analysis and design optimization of underground engineering in hard rock with high geostress is proposed. It includes recognition of geological conditions and geostress in the studied zones，the mechanism of deformation and failure of surrounding rocks due to change of stress paths induced by excavation under high geostress condition，new constitutive model corresponding to the damage degree of surrounding rocks，new indexes including local energy release rate and failure approach index，global optimization of excavation procedure and support schemes，and dynamic feedback analysis and design optimization based on the monitoring information. Some new methods have been proposed to carry out these tasks mentioned above. They have been used to some typical engineerings such as the underground powerhouses of Jinping II Hydropower Station and Laxiwa Hydropower Station.Key words：underground engineering；intelligent stability analysis；dynamic optimization；tunnel；hard rock；high stress收稿日期：2007–10–08；修回日期：2008–02–28基金项目：国家自然科学基金雅砻江联合基金项目(50539090)；国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002CB412708)作者简介：冯夏庭(1964–)，男，博士，1986年毕业于东北工学院采矿工程专业，现任研究员、博士生导师，主要从事岩石力学智能分析方法及其应• 1342 • 岩石力学与工程学报 2008年1 引言西部地区的高山峡谷以及采深的增加使得具有高应力特征的地下工程安全问题日益突出。
例如，锦屏II级水电站引水隧道最大埋深2 525 m，其围岩主要为坚硬脆性岩体，具备了储存高能量的条件。
高应力的作用使得地下工程围岩压力显现剧烈，岩爆危险性增加，巷(隧)道变形速度加快、持续时间长，例如，1999年5月18日7：05和7：25，红透山铜矿井下－647中段(距地表约900 m)充填法盘区斜坡道的帮壁与其连接的上水平平巷的帮壁等连续发生两次岩爆和岩崩，有大量岩石崩落，片落的长度为80 m，崩落的最大岩片厚度为0.6～0.7 m，地面有明显的震感。
一些水利水电工程和隧道(如我国的二滩水电站、天生桥水电站的引水隧洞以及日本、美国、加拿大和俄罗斯的隧道等)都发生过岩爆和岩崩。
关于岩爆预测与分析方面的研究，国内外许多学者[1～7]已从强度、刚度、能量、稳定、断裂、损伤、分形和突变等方面开展了卓有成效的工作，提出了各种判据、分析与预测方法。
然而，由于实际问题的复杂性、开采深度的增加以及工程规模的增大，许多问题有待于进一步深入地研究。
“数据有限”和“变形破坏机制理解不清”已形成“参数给不准和模型给不准”的“瓶颈”问题。
高应力下硬岩地下工程的变形破坏过程、稳定性分析及其控制方法研究已成为岩石力学学科的国际前沿研究难点。
为此，需要进一步采用工程地质学、岩石力学、智能科学、计算数学、力学与工程科学的交叉，提出高效的高应力下地下工程变形破坏过程及其调控的智能分析和优化方法。
高应力下地下工程的地质灾害的孕育与发生是个非线性演化过程，不同的开挖顺序、方式与控制措施具有不同的力学效应。
这需要提出高效的优化算法以寻找出全局优化的解。
目前，对开挖顺序的选择主要是对凭经验选择的几种方案中找一个比较好的，或是运用动态规划方法的优化[8～11]，有必要采用与岩体特性相对应的本构模型以及全局优化的方法，以更好解决高应力下岩体开挖与加固过程的全局优化问题。
高应力下节理岩体的变形破坏过程，受到复杂的地质构造、开挖与加固作用影响，具有不确定性与高度非线性，其分析与计算是大规模、多尺度、高病态的三维力学问题。
几十万甚至上百万单元的三维并行智能精细非线性计算是非常需要的。
不仅如此，实施并行计算，可以提高模型的结构和其参数的一同识别和开挖加固过程全局优化的计算速度和精度。
本文简要地阐述了上述几个方面的最新研究进展。
2 研究思路针对高应力作用下地下工程的变形破坏特点，首先通过各种有效手段，充分了解高应力硬岩地下工程结构的主要特征、工程地质特征(断层、节理、岩性)、三维地应力场特征和工程岩体的变形破坏特征和机制。
通过模拟开挖引起的应力路径变化和高围压下的节理岩石破坏过程的常规三轴、真三轴试验，并进行声发射监测，揭示因应力路径的改变以及因能量的集中和释放速率诱发破裂的机制与规律。
根据所掌握的这些典型特征选择合适的分析方法，包括人工智能方法(如专家系统、神经网络、支持向量机等)、经验方法(如工程类比和围岩分类等)、基于合理判别指标的数值分析方法(有限元方法等)，进行围岩在开挖过程中的岩爆风险估计、局部稳定性和整体稳定性评价等。
为解决高应力下节理岩体本构关系的合理识别问题，以上述试验所获得的数据为基础，引入新的损伤参量，提出基于自学习本构模型的结构和参数一同识别的新方法：遗传规划–禁忌搜索算法。
现场变形监测、松动圈或开挖损伤区监测的结果可以用于围岩的力学参数反演和模型识别。
人工智能分析方法所需要的知识可以通过人工抽取、基于工程实例的数据挖掘等获取。
采用最优区域分解算法与负载动态平衡算法，建立高效率的考虑高应力、非均质、地质结构、开挖与加固等效应的高应力下地下工程稳定性的并行精细仿真算法，研究高应力下地下工程的变形破坏机制。
提出新的评价指标，如局部能量释放率和破坏接近度等，用来判别围岩的稳定性。
研究新的优化的指标和方法，提出高应力下地下工程的开挖(采)顺序与支护措施全局空间最优搜索的智能分析方法以及可能出现的破坏模式预报和自适应调控方法，进行地下工程的开挖支护和防治对策全局优化，包括台阶高度、开挖顺序、支护时机与参数、洞间距等。
研究根据施工期新揭示的地质信息、监测变形第27卷第7期冯夏庭，等. 高应力下硬岩地下工程的稳定性智能分析与动态优化 • 1343 •和实测围岩破坏区反演所得的围岩力学参数的地下工程动态反馈分析与动态设计方法。
应用上述各分析方法和指标等，进行高应力下地下工程的典型实例研究，研究不同开挖顺序、调控措施的力学效应，并进行优化分析。
将研究结果与钻孔摄像仪拍摄到的钻孔壁的破损与裂隙分布情况以及现场观察到的工程岩体的变形破坏情况，进一步进行比较分析，验证和完善所提出的模型和方法。
高应力下硬岩地下工程稳定性的智能分析与动态优化思路如图1所示，是力学、智能科学、非线性科学、计算数学方法与工程科学的融合交叉，是系统、不确定、反馈思维的综合集成，考虑地质结构、岩体的不均质性、复杂应力环境、开挖与加固过程的力学效应等，力求实现高应力下动态开挖过程力学分析理论和方法有所进展，能较好解决实际工程难题。
3 高应力地区三维初始地应力场特征的识别高应力地区，一般是构造运动剧烈或埋深大的地区，实施现场地应力测量应考虑地质构造和埋深的特点。
需要对地应力测试结果进行下列单一或多方面的技术审查：利用J. A. Hudson等[12～15]建议的方法进行地应力测试结果的可靠性评价。