研究目标：

围绕第二个关键科学问题，研究岩体灾变的孕育机制及失稳前兆特征，揭示应力积累、应力释放和应力转移（3S）现象与微震活动时空演化之间的关系；提出考虑微震损伤效应的岩体劣化准则，发展岩体工程微震损伤及反馈模拟分析方法，建立岩体工程灾害模拟、监测与预警方法及平台。

研究内容：

（1）岩体灾变的孕育机制与失稳前兆特征

提出岩体渐进破裂诱发失稳的灾变模型，研究岩石渐进破坏过程中的微震时间序列和空间序列特征。根据微破裂的时、空、强（时间、空间、强度）特征和频度与聚集程度及其宏观发展规律，研究微破裂分布及变形破坏过程局部化现象，提出岩石渐进破裂诱致灾变前兆模式。研究岩体工程灾害孕育过程中的应力积累、应力释放和应力迁移的3S现象及规律，揭示岩体灾变的孕育模式、失稳前兆特征。

（2）工程扰动下的岩体损伤演化及其微震活动性分析

构建微震信息三维可视化及远程传输系统，研究传感器阵列优化方案，结合监测现场信号类型与特点，建立多参量识别与噪音滤除的综合分析方法。运用微震监测技术，获取岩体工程在不同工程扰动下的微震信息，综合运用时-频分析技术，研究岩体微震波形、幅频特征及微破裂时空演化规律。研究岩体与工程扰动的相互作用，探寻开挖扰动等因素对岩体损伤的影响，分析岩体裂隙与断层等构造异常区的微震演化规律。

（3）基于微震监测数据反馈的岩体损伤模型

基于能量耗散原理，结合微震监测得到的震源信息，分析微震破坏能量损失与物理、力学参数变化之间的关系，建立考虑微震损伤效应的岩体劣化准则。构建包含岩体微震监测区域的三维计算模型，利用已建立的岩体劣化准则修正模型参数，开展大规模科学计算反馈分析，研究岩体渐进破坏过程中的微震损伤效应和失稳演化机制。

（4）岩体工程灾害模拟、监测与预警方法及实施平台

采用复杂节理岩体工程建模理论、大规模科学计算技术和微震监测手段，以重大岩体工程为背景，构建大型工程地质模型，实时反演岩体劣化过程中的物理力学参数和背景应力场，建立微震监测与应力分析相结合的岩体工程灾害计算模型，分析计算反映岩体工程稳定性的安全系数，提出岩体工程灾害的临界预警指标，建立基于危险性分级和评价指标的岩体工程灾害模拟、监测与预警方法及实施平台。

承担单位：大连理工大学、陕西煤业化工集团

课题负责人：唐春安

学术骨干：李宏、马天辉、王苏健、邓世龙