Le osservazioni sul campo hanno rivelato che i tunnel a forma di D altamente sollecitati subiscono scoppi di massi sulle pareti laterali innescati da carichi d'impatto derivanti dall'esplosione di rocce o da altri disturbi dinamici legati all'attività mineraria.
Questi fenomeni possono portare al cedimento delle pareti laterali e alla violenta espulsione di roccia. Il persistente verificarsi di scoppi di roccia rappresenta una sfida per la sicurezza della costruzione dei progetti di ingegneria delle rocce profonde. Di conseguenza, c'è un urgente bisogno di indagare sullo scoppio di massi della parete laterale del tunnel a D causato dal carico d'impatto.
In uno studio recentemente pubblicato sulla rivista Rock Mechanics Bulletin , un team di scienziati della Southeast University in Cina e dell'Università di Oulu in Finlandia ha condotto uno studio sistematico sullo scoppio delle pareti laterali del tunnel a forma di D sotto carico d'impatto. Il loro scopo era quello di rivelare i processi rilevanti di scoppio di rocce, le caratteristiche di scoppio di rocce e i loro meccanismi di attivazione.
"Abbiamo sviluppato una capacità sperimentale per studiare lo scoppio delle pareti laterali del tunnel bidimensionale a forma di D altamente sollecitato sotto carico d'impatto utilizzando il sistema di barre di pressione Hopkinson biassiale" spiega Wuxing Wu, autore principale dello studio.
"In particolare, ci siamo concentrati sul processo di scoppio della parete laterale del campione a forma di D durante il processo di carico del carico d'impatto, esaminando le caratteristiche di rottura, il campo di deformazione e le caratteristiche di deformazione di spostamento della roccia circostante sotto diverse precompressioni orizzontali"
Il team ha scoperto che il processo di cedimento della parete laterale del campione a forma di D è rimasto lo stesso anche se sottoposto a diverse sollecitazioni statiche bidimensionali, coinvolgendo sia il cedimento per trazione che quello per trazione-taglio.
Tuttavia, il volume della zona di rottura a forma di V, l'intervallo interessato della zona di concentrazione della deformazione a trazione, nonché la gravità dello scoppio di massi diminuiscono con l'aumentare della precompressione orizzontale.
"Questi risultati suggeriscono che lo scoppio della parete laterale del campione con foro a forma di D altamente stressato sotto carico d'impatto è il risultato dell'interazione tra stress statico e carico d'impatto", afferma Fengqiang Gong, autore corrispondente dello studio.
"La precompressione statica ha stabilito la distribuzione iniziale della tensione e della deformazione, mentre la precompressione orizzontale ha influenzato l'intervallo interessato e i valori di deformazione della zona di concentrazione della deformazione."
In particolare, il carico dell'impatto ha interrotto l'equilibrio di stress originale, portando ad alterazioni nello stress e nella deformazione della roccia circostante, innescando infine esplosioni di rocce.
Il team prevede che la loro ultima scoperta attirerà maggiore attenzione nel campo dei disastri dovuti allo scoppio di massi nei tunnel profondi. Soprattutto, sperano che i loro risultati offrano preziose informazioni sulla comprensione e la prevenzione degli scoppi di massi.
Ulteriori informazioni: Wuxing Wu et al, Scoppio di roccia sulla parete laterale di un tunnel a forma di D altamente sollecitato innescato dal carico di impatto:un'indagine sperimentale, Rock Mechanics Bulletin (2023). DOI:10.1016/j.rockmb.2023.100094
Fornito da KeAi Communications Co., Ltd.
