王炀等—IJRMMS：不同地应力环境下隧道围岩岩爆的声发射响应与多参数预警研究

　　在深埋隧道工程中，随着埋深增加，围岩所处的地应力水平显著提高，岩爆灾害发生频率和破坏程度明显增强。其中，不同围压条件下岩爆孕育、发展及失稳过程的声发射（AE）响应特征，是认识岩爆机理和实现工程预警的关键科学问题，针对上述问题，中国地质科学院地质力学研究所王炀开展了不同围压条件下岩爆声发射特征及预警研究。系统模拟了不同围压水平下硐室围岩的加载与失稳过程，结合声发射实时监测手段，揭示了围压变化对岩爆破坏模式及声发射演化特征的影响规律。研究结果表明：（1）随着围压水平的提高，岩爆破坏程度明显增强，破坏模式由以张拉破坏为主逐渐向剪切破坏占优转变，岩爆表现出更强的突发性和破坏性；（2）不同围压条件下，声发射事件的能量释放特征、时序演化规律及空间聚集特征存在显著差异，高围压条件下AE能量水平更高、事件分布更为集中；（3）基于声发射参数演化特征，研究通过声发射事件时序演化分析与声发射参数统计特性判别两种方法，识别了不同围压条件下岩爆孕育阶段的前兆响应特征，并提出了相应的岩爆预警判据。

　　岩爆预警与防控是深埋隧道安全建设和长期运营中的关键问题。随着西部地区铁路、水电及地下空间工程的不断推进，高围压条件下岩爆灾害将更加突出。本研究从声发射响应角度揭示了围压对岩爆演化过程的控制作用，为深埋隧道岩爆监测与预警提供了重要的实验基础和工程参考。

　　该研究成果已发表于国际岩石力学领域TOP期刊《International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences》(Wang, Y., Karakus, M., Liu, D., et al.. (2026). Rockburst in circular openings under varying confining stress: Acoustic emission characteristics and precursors. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 199, 106418.链接：https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2026.106418)上。本研究得到地调项目（DD20221816）以及国家自然科学基金项目（(52074299，41972233）联合资助。

　　 

　　图1 声发射能量、熵值及张拉剪切信号占比图

　　 

　　图2不同围压条件下切向应力场分布云图

　　 

　　图3基于声发射计数特征的损伤拟合曲线

　　 

　　图4基于Critical Slowing Down和Rescaled Range的岩爆预警方法对比