Estudo revela processos, características e mecanismos de desencadeamento de rockburst
O sistema biaxial de barra de pressão Hopkinson. Crédito:Wuxing Wu, Fengqiang Gong, Zong-Xian Zhang Observações de campo revelaram que túneis em forma de D altamente estressados sofrem rupturas de rochas nas paredes laterais desencadeadas por cargas de impacto decorrentes de explosões de rochas ou outros distúrbios dinâmicos relacionados à mineração.
Esses fenômenos podem levar à ruptura da parede lateral e à ejeção violenta de rocha. A ocorrência persistente de explosões de rochas representa um desafio para a segurança da construção de projetos de engenharia em rochas profundas. Consequentemente, há uma necessidade urgente de investigar a ruptura da parede lateral do túnel em forma de D causada pela carga de impacto.
Em um estudo publicado recentemente na revista Rock Mechanics Bulletin , uma equipe de cientistas da Southeast University, na China, e da University of Oulu, na Finlândia, conduziu um estudo sistemático sobre a explosão de rochas nas paredes laterais de um túnel em forma de D sob carga de impacto. O seu objectivo era revelar os processos relevantes de explosão de rochas, as características da explosão de rochas e os seus mecanismos de desencadeamento.
"Desenvolvemos uma capacidade experimental para investigar a explosão da parede lateral do túnel bidimensional em forma de D altamente tensionado sob carga de impacto usando o sistema biaxial de barra de pressão Hopkinson", explica Wuxing Wu, principal autor do estudo.
"Especificamente, nos concentramos no processo de ruptura da parede lateral da amostra em forma de D durante o processo de carregamento de carga de impacto, examinando as características de falha, campo de deformação e características de deformação por deslocamento da rocha circundante sob diferentes pré-tensões horizontais"
Processo de falha em tempo real de rockburst. Crédito:Wuxing Wu, Fengqiang Gong, Zong-Xian Zhang
A equipe descobriu que o processo de falha da parede lateral da amostra em forma de D permaneceu o mesmo, embora sob diferentes tensões estáticas bidimensionais, envolvendo ruptura por tração e cisalhamento.
No entanto, o volume da zona de ruptura em forma de V, a faixa afetada da zona de concentração de deformação de tração, bem como a severidade do rompimento diminuíram com o aumento do pré-esforço horizontal.
"Essas descobertas sugerem que a explosão da parede lateral da amostra de furo em forma de D altamente tensionada sob carga de impacto resultou da interação entre a tensão estática e a carga de impacto", disse Fengqiang Gong, autor correspondente do estudo.
"A protensão estática estabeleceu a distribuição inicial de tensão e deformação, enquanto a protensão horizontal influenciou a faixa afetada e os valores de deformação da zona de concentração de deformação."
Notavelmente, a carga de impacto perturbou o equilíbrio de tensão original, levando a alterações na tensão e na deformação da rocha circundante, desencadeando, em última análise, explosões de rochas.
A equipe prevê que sua última descoberta atrairá mais atenção no campo dos desastres de explosão de rochas em túneis profundos. Acima de tudo, eles esperam que as suas descobertas ofereçam informações valiosas para a compreensão e prevenção de explosões de rochas.
