陈文亮，章 青，刘仲秋

(1.浙江省水利河口研究院，杭州 310020;2.河海大学工程力学系，南京 210098;3.山东农业大学，山东 泰安 271000)

1 研究背景

岩爆是高应力区进行地下开挖时，由于破坏了岩体的力学平衡，围岩中产生了应力集中而使岩体产生脆性破坏并伴随能量释放的动力失稳现象。有关统计资料表明［1］，岩爆多发生在强度高、厚度大的坚硬岩(煤)层中，一般而言，随着埋深的增加岩爆发生的机会将越来越大，所以在深层开挖中研究岩爆显得尤为重要。

近几十年来，国内外采矿界和岩体工程界的专家、学者对岩爆机理、岩爆预测以及岩爆防治诸方面进行了大量的研究，取得了一定成果［2－6］。在岩爆机理方面除了传统的强度理论、刚度理论、岩爆倾向理论等外，近年来谢和平［7］采用分形理论，潘岳等［8］采用突变理论，陈卫忠［9］、王耀辉［10］、秦剑峰、卓家寿［11］等采用能量理论来解释岩爆现象。在岩爆预测方法方面根据不同的岩爆机理理论，可得出不同的判据，主要分为应力判据，岩性判据，能量判据，临界深度判据等。但由于岩爆是极为复杂的动力失稳现象，岩爆的机理到目前为止还不很清楚，利用传统的岩爆分析方法来预测岩爆遇到了极大的困难，在这种情况下，人工智能、专家系统、神经网络在岩爆预测中得到了很好的运用，如冯夏庭等［12］提出的基于支持向量机的预测方法为岩爆预测提供了一条十分有效的途径。

在岩爆的数值模拟方面，普遍的做法是根据对围岩二次应力场的模拟，采用不同的判据预测方法预测岩爆是否发生，其中采用的岩石本构关系基本是弹性本构或者弹塑性本构。……