课程文献中心 更多>>

关键词： 耐火衬里   瞬态温度场   应力场   有限元   应力强度因子   侵蚀  

摘要： 水煤浆气化技术在煤炭资源高效清洁利用方面发挥着至关重要的作用。耐火衬里是水煤浆气化炉的关键组成部分,在气化炉开车、停车或操作工况不稳定时,剧烈的温度变化会使其产生很大的瞬态热应力,导致耐火砖表面出现裂纹并逐步扩展。炉内的灰渣和强还原性气氛会通过裂纹进一步加速耐火衬里的蚀损,影响气化炉的正常运行,造成不可预估的损失。因此,对水煤浆气化炉不同运行工况下耐火衬里的瞬态温度场和应力场分布及其蚀损特性进行深入研究,对实际生产中提高耐火衬里的使用寿命,防止气化炉损坏具有重要意义。本文主要从以下几个方面进行探讨:第一部分以某实际水煤浆气化炉为研究对象,运用传热学及有限元法,建立K砖部位耐火衬里的三维瞬态有限元模型,对耐火衬里在烘炉、开车和停车阶段的瞬态温度场和应力场进行了详细分析和讨论。结果表明:在气化炉烘炉过程中,热量由热面砖逐渐向钢壳传递,由于传热的滞后性,经约60 h后,耐火衬里的温度场分布才能与稳态分析时的温度分布一致,达到稳态后,钢壳外表面温度为212.3℃,与红外温度计实测温度基本一致;热面砖顶部弯曲处的温度梯度最大,因此该处应力值也最大,为4.12×10Pa,且耐火衬里瞬态应力场与温度场变化规律相一致,说明由温度梯度引起的热应力对耐火衬里强度起决定性作用;耐火衬里在气化炉开停车过程中会持续受到拉压应力的交互作用,是导致其工作面发生断裂的根本原因。第二部分结合在实际使用过程中耐火衬里工作面出现裂纹的位置,建立含裂纹耐火衬里的有限元模型,分析裂纹长度、深度和裂纹偏转角度对应力强度因子K和J积分分布的影响,并根据疲劳裂纹扩展公式计算了不同尺寸裂纹的年扩展量,探究了水煤浆气化炉耐火衬里在不同工况下的断裂失效行为。结果表明:对于表面裂纹,K和J积分数值分布的变化规律相同;K和J积分的最大值出现在裂纹的两个端点位置(θ=0°、180°),最小值出现在裂纹前缘中间位置(θ=90°),裂纹容易从两个端点位置开始扩展;当裂纹尖端深度与裂纹长度的比值相等时,即a/c相同时,随着裂纹深度a/t的增加,K和J积分的值也逐渐增大;随着裂纹角度θ的增加,K和J积分的值逐渐减小;K和J积分越大,裂纹越容易扩展,耐火衬里越容易发生断裂;烘炉过程裂纹年扩展量最小,停车过程裂纹的年扩展量最大,最大裂纹年扩展量为9.06 mm,且初始裂纹长度越长,裂纹年扩展量越大。第三部分基于国家能源集团宁夏煤业有限责任公司现有工业多喷嘴对置式(OMB)水煤浆气化炉,对炉内拱顶部位用后耐火砖进行取样,通过对拱顶耐火砖的显微结构和化学成分的分析,初步揭示了OMB水煤浆气化炉拱顶耐火砖的熔渣侵蚀情况。结果表明:OMB水煤浆气化炉拱顶部位耐火砖为气化炉正常运行的薄弱部位,运行12181 h后其蚀损率达到22.5%;用后耐火砖表面形成了一层致密的渣层,表面撞击痕迹明显;在用后耐火砖工作面处,熔渣中FeO、MgO与耐火砖中CrO、AlO反应生成(Mg,Fe)(Cr,Fe)O复合尖晶石的致密保护层,能够在一定程度上减慢侵蚀速率;煤熔渣中SiO、CaO通过气孔渗入耐火砖内部,导致砖体产生很厚的变质层,是造成熔渣侵蚀的直接原因。

关键词： 轮轨摩擦   应力   应变   摩擦热   直接耦合  

摘要： 近年来,伴随我国经济的不断发展,铁路系统也发展迅速。各种促进铁路系统加速发展的政策也相继出台,铁路系统不断向高速化、重载化发展。此前,Hertz接触理论在轮轨接触研究领域被广泛应用,但因其本身的局限性,在揭示轮轨接触真实状态方面表现较差。大型模拟仿真软件的开发利用,很好解决了这一问题。通过利用模拟仿真软件可以较为真实的反映轮轨接触状态的变化,为高速铁路的科学研究提供重要参考。鉴于高速铁路无横移时轮轨的接触特点,利用ABAQUS模拟仿真软件建立热-结构直接耦合的三维轮轨接触模型。轮轨接触模拟主要依据动态-结构—温度直接耦合动力学理论,利用ABAQUS的Explicit求解模块模拟仿真轮轨接触,对轮轨接触斑温度、应力和应变数值进行求解,并对其相关关系进行分析研究,得出如下结论:(1)列车正常运行不同时刻时,在相同的轴重、摩擦系数和对流换热系数下,在轮轨摩擦热和轮对机械载荷的热-结构耦合作用下,轮轨应力和应变都随轮轨接触斑摩擦温度上升先下降后上升。综上可得列车正常工作条件下,轮轨在热-结构耦合作用下,应力和应变与轮轨接触斑摩擦热先呈负相关关系,后呈正相关关系。(2)轮轨间摩擦系数不同时,在相同的轴重和对流换热系数下,列车正常运行时,在轮轨摩擦热和轮对机械载荷的热-结构耦合作用下,钢轨应力随轮轨接触斑摩擦温度上升而上升,应变先下降后上升;车轮应力、应变都随轮轨接触斑摩擦温度上升而上升,上升幅度基本一致。综上可得列车正常工作条件下,在热-结构耦合作用下,钢轨应力与轮轨接触斑摩擦热为正相关关系,应变与轮轨接触斑摩擦热先呈负相关关系后呈正相关关系;车轮应力、应变与轮轨接触斑摩擦热为正相关关系。(3)轮轨与空气间对流换热系数不同时,在相同的轴重和摩擦系数下,列车正常运行时,在轮轨摩擦热和轮对机械载荷的热-结构耦合作用下,钢轨应力随轮轨接触斑摩擦温度上升而上升,应变随轮轨接触斑摩擦温度上升而下降;车轮应力和应变都随轮轨接触斑摩擦温度上升而上升。综上可得列车正常工作条件下,在热-结构耦合作用下,钢轨应力与轮轨接触斑摩擦热为正相关关系,应变与轮轨接触斑摩擦热为负相关关系;车轮应力和应变与轮轨接触斑摩擦热为正相关关系。

关键词： 椎间盘退变   动物模型   应力   m6A修饰   meRIP-seq   qRT-PCR   差异性表达基因  

摘要： 目的:利用畏水习性诱导小鼠双足站立增加脊柱垂直应力来构建腰椎间盘退变模型。方法:20只C57 BL/6周龄雄性小鼠被随机分成对照组和实验组,每组10只。将实验组小鼠放置于500ml装有少量水的烧杯中,利用小鼠的畏水习性迫使其站立,每天站立8个小时;除烧杯中不加水外,对照组小鼠的处理同实验组相同。在站立6周和10周时处死小鼠,取出小鼠的腰椎标本进行micro-CT扫描,观察比较实验组与对照组小鼠的椎间隙高度指数;扫描完成后对小鼠腰椎标本进行病理学及免疫组织化学染色等来评估小鼠腰椎间盘退变。结果:micro-CT结果显示:在6周时,对照组小鼠的椎间隙高度指数为5.2%±0.5%,实验组为4.9%±0.4%,两组间差异无统计学意义(P﹥0.05);而在10周时,对照组椎间隙高度指数为5.1%±0.5%,实验组为4.5%±0.3%,椎间高度显著下降,两组间的差异有统计学意义(P﹤0.05);椎间隙高度指数随着站立时间的延长而逐渐下降。HE染色和番红固绿染色显示:实验组小鼠的髓核细胞及细胞外基质较对照组减少,纤维环排列逐渐变得紊乱并出现破裂,并且软骨终板的高度随着时间延长逐渐降低;免疫组织化学染色显示:与对照组相比,实验组椎间盘中的II型胶原蛋白(COL2A1)的表达随站立时间的延长逐渐减少,而基质金属蛋白酶-13(MMP-13)的表达增加。结论:双足站立姿势可以诱导小鼠腰椎间盘退变。目的:探究椎间盘退变后髓核组织的m6A修饰模式。方法:10只C57 BL/6周龄雄性小鼠被随机分成对照组和实验组,每组5只,首先利用小鼠畏水习性诱导小鼠站立来构建腰椎间盘退变模型;然后在10周时分别取出实验组和对照组小鼠的腰椎髓核组织,采用Me RIP-seq对髓核组织的m6A甲基化转录谱进行分析、q RT-PCR检测甲基化相关酶的表达,使用基因本体论和京都基因与基因组百科全书对差异表达基因进行基因功能注释及相关通路分析。结果:使用Me RIP-Seq,我们共鉴定出985个差异表达基因,其中363个基因表达显著上调,622个基因表达显著下调;另外在统计出的9648个基因中,鉴定了1319个具有显著差异甲基化的m6A峰,其中933个峰显著上调,386个峰显著下调,并鉴定了差异表达基因的相关功能及可能参与的通路;q RT-PCR结果显示:与对照组相比,实验组的KIAA1429、METTL14、METTL3、METTL4、WTAP、DGCR8、EIF3A和YTHDC1的表达量相对升高,而ELAVL1、HNRNPC1、SRSF和FTO的表达量相对下降;而甲基化酶(RBM15和RBM15B)、去甲基化酶(ALKBH5)及甲基化识别酶(EIF3B、YTHDC2、YTHDF1、YTHDF2和YTHDF3)在两组之间没有明显差异;另外,Me RIP-Seq和m RNA-seq联合分析还鉴定出30个m6A甲基化水平和m RNA表达之间发生显著变化的基因。结论:m6A修饰可能通过影响椎间盘内细胞的新陈代谢等功能在小鼠腰椎间盘退变中发挥作用。

关键词： 复变函数   曲墙马蹄形隧道   粘弹性   应力   位移  

摘要： 2021年,中央、国务院印发了《国家综合立体交通网规划纲要》,对建设交通强国提出了新要求。纲要中提出要推进综合交通高质量发展,注重推进安全发展。隧道作为一种地下工程,由于其不占用地表面积等特点,在铁路和公路建设中都应用广泛。一般在修建隧道时,都会发生比较大的围岩变形,隧道运营过程中,支护结构有时也会发生开裂等现象。这种随时间发生的变形,一般是由岩体的粘弹性特征引起的,因此,对隧道进行粘弹性分析是非常有必要的。本文首先在复变理论的基础上,使用保角变换与柯西积分,对无衬砌非圆形隧道弹性解析解进行了分析,并使用ANSYS软件进行建模计算,与解析解进行对比,验证了解析解的正确性。接着在弹性解的基础上,利用弹性—粘弹性对应原理,对多种粘弹模型的解析解进行了推导,并使用FLAC3D软件进行建模计算,对麦克斯韦模型以及伯格斯模型的解析解和数值解对比分析,验证了解析解的正确性。最后,使用FLAC3D软件,对考虑应力释放效应与岩体流变效应耦合作用下的围岩-支护相互作用的,粘弹性数值解进行了分析。结果表明,对于无衬砌隧道弹性解,竖向位移受侧压力系数影响很小,而环向应力和横向位移均随着侧压力系数的增大而增大,仅在特定位置,环向应力值会随之减小。对于无衬砌隧道粘弹性解,侧压力系数越小,拱顶和拱底的竖向位移随时间的变化越大。无衬砌隧道弹性解和粘弹性解共同的特点是,侧压力系数等差变化时,位移也等差变化。对于带衬砌隧道的粘弹性数值解,拱顶处和拱底处的竖向位移随着侧压力系数增大而增大。且施加衬砌间隔的时间越长,位移值越大。

关键词： 埋弧堆焊   激光熔覆   应力场   流场   Monte Carlo法  

摘要： 目前针对冶金行业轧辊再制造大多为单一表面强化改性技术,主要包括堆焊、热喷涂、热喷焊等。其中,埋弧堆焊是轧辊再制造中应用最为普遍技术之一,虽然传统埋弧堆焊技术能够实现大尺寸修复,其堆焊层对交变应力工况有较好适应性,但获得焊接组织较粗大、合金偏析严重、稀释率高使得该技术有一定应用局限性。激光熔覆技术是一种新兴的绿色表面强化技术,与堆焊工艺相比,激光熔覆因具有快热、快冷的工艺特点,可获得较为细化的熔覆层组织,具有结合强度高、热影响区小、稀释率低等优点。将埋弧堆焊与激光熔覆工艺相结合实现对轧辊进行再制造,可充分发挥两种工艺的特点,产生优势互补的修复效果。本文旨在探索埋弧堆焊与激光熔覆复合工艺对轧辊再制造技术的可行性,综合运用数值模拟和实验方法,对埋弧堆焊与激光熔覆复合工艺进行深入研究,揭示再制造过程中物理、冶金行为瞬变机理,最后对埋弧堆焊与激光熔覆层进行了材料学微观表征实验,为两种工艺复合的实践应用了提供理论指导,具有重要的实践意义和应用价值。主要研究内容如下:(1)基于多物理场耦合有限元平台建立轧辊埋弧堆焊过程的热-弹-塑耦合模型,计算揭示了堆焊过程中温度、应力的演化规律。通过建立热-流耦合模型计算了堆焊熔池从萌生、生长到稳态的演化过程,重点分析了电磁力、表面张力对熔池流场分布和熔池形状的影响。(2)建立埋弧堆焊和激光熔覆复合工艺修复轧辊的多场耦合模型,探究复合工艺对轧辊再制造的可行性,基于任意拉格朗日-欧拉法(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)和弹塑性材料模型计算复合工艺过程温度、熔池流速及堆焊层应力的瞬态演变规律。(3)基于响应面法和Monte Carlo法计算分析了埋弧堆焊、激光熔覆工艺参数对温度、温度梯度、应力影响的灵敏程度,并对埋弧堆焊和激光熔覆工艺参数进行优化。(4)基于以上研究进行埋弧堆焊与激光熔覆复合工艺实验。利用SEM扫描电子显微镜、XRD衍射仪和显微硬度仪对复合工艺强化层进行了材料学表征,分析了微观形貌、物相组成、硬度分布。

关键词： 热障涂层   活塞   应力   分布指数  

摘要： 活塞是内燃机中实现功能转换的重要部件,活塞的性能直接决定内燃机的性能。目前的内燃机新技术追求低排放和高功率,活塞要承受高温环境的热载荷以及高压的机械载荷,这对活塞的强度和耐热性能提出了挑战。在活塞顶部喷涂热障涂层,已成为降低活塞基体温度和散热量的有效方案。本文从铸铝合金活塞模型出发,对不同基体材料和带热障涂层模型进行仿真对比分析。针对现有热障涂层模型进行优化设计研究,并对涂层优化后模型进行评价,最终为热障涂层方案的选择提供参考。首先,基于功能梯度层概念,结合考虑热障涂层设计方案和孔隙问题,得到活塞和热障涂层的等效物性参数。运用相应的经验公式,结合活塞结构特点,得到活塞的热边界条件以及机械载荷情况。其次,在ANSYS Workbench中进行热分析。对活塞基体为铝合金和钛合金的模型热分析,发现钛合金模型顶部温度提高了304K,顶部传热量降低了47.1%,最大热应力提高了36.75Mpa。对带涂层方案的热分析基体的温度下降了50K,顶部传热量降低了51.2%,基体的最大热应力降低了31.60 Mpa。钛合金基体方案降低了活塞散热量,但对排气道、缸套等材料强度和耐热性能提出新挑战;热障涂层方案隔热效果明显,应力情况符合材料属性,方案可行性高。最后,基于现有热障涂层模型,通过改变分布数指、过渡层厚度和热障涂层厚度三种优化方案进行对比分析,为热障涂层的最佳方案提供了参考。通过分别对分布指数为0.2、0.4、0.6、0.8、1.0进行仿真分析计算,结合实验研究结果,得出分布指数取0.4隔热效果及应力情况最好;研究改变过渡层厚度方案,方案二模型隔热效果好并对涂层脱落起到了减缓作用;通过对1.5mm、2.0mm和2.5mm三种热障涂层厚度对比分析,随着涂层厚度的增加,隔热量和稳定性都有提高。优化的最终方案为:2.0mm厚度的热障涂层、分布指数取0.4、过渡层厚度选取方案二。新方案对比分析原热障涂层方案,活塞顶部散热量降幅为2.96%,粘结层界面的拉应力从37.88 Mpa降低到31.90 Mpa,降幅为18.7%。优化后方案相较于现有方案的温度场、应力场情况有很大改善,减少了活塞顶部散热量,明显地提高热障涂层的稳定性。

关键词： GIS   裂纹缺陷   应力分析   静电场仿真   模态分析   振动法  

摘要： 在国民经济蓬勃发展的大环境下,城市用电负荷增大,但电力供求越来越重要的同时,建设用地却是十分有限。气体绝缘封闭式组合电器(简称GIS)因其体积小,占地少,运行可靠性高等优点受到了更多的重视,被越来越多地应用在城网变电站的建设中。GIS是电力系统中不可或缺的电气设施,它如果产生故障便可能对电网的常规运行产生影响,因此对GIS的故障检测研究也开始被更多地关注。盆式绝缘子既是GIS中关键的绝缘元件,同时还发挥了它对母线的支撑作用,而且还有将相邻两个气室分隔开的用处。盆式绝缘子在GIS中的重要性不言而喻,但同时它也是GIS中故障发生概率相对更高的元件,所以对盆式绝缘子缺陷检测的研究便是必不可少的。裂纹缺陷是导致盆式绝缘子故障发生的常见缺陷之一,所以本文将针对裂纹对绝缘子的影响进行研究。本文运用有限元法对盆式绝缘子的静力特性、电学特性和振动特性进行了分析。首先是对盆式绝缘子的应力分析,研究了绝缘子的应力分布,分析了裂纹的出现对绝缘子结构和性能会造成怎样的危害,以及存在位置和尺寸各异的裂纹时对绝缘子应力分布的影响程度,发现了裂纹处会发生明显的应力集中。然后对盆式绝缘子进行了静电场分析,计算了绝缘子的电场强度,分析了裂纹处在绝缘子各个部位以及不同尺寸的裂纹对绝缘子的电场分布的影响,发现了裂纹的继续发展可能会引发局部放电,进而揭露了出现裂纹的时候会存在的潜在风险。接着是盆式绝缘子的模态分析,比照分析完好的和存在各种裂纹缺陷的盆式绝缘子的固有频率,证明了固有频率能反映出裂纹缺陷的存在,得到了存在裂纹缺陷时绝缘子固有频率的变化规律。同时将模态分析的方法运用在GIS单元,证明了模态分析同样适用于GIS单元的检测,且存在裂纹缺陷时的固有频率变化规律与绝缘子一致,进一步证明了振动特性能有效反映出绝缘子是否存在裂纹缺陷。最后本文搭建了GIS盆式绝缘子的振动特性检测系统,根据振动信号来判断绝缘子的缺陷状况,提供了盆式绝缘子在线状态监测和结构缺陷检测时可作为参考的测量手段。

关键词： 316L不锈钢   薄壁圆环件   激光增材制造   温度场   应力场  

摘要： 激光增材制造(Laser additive Manufacturing,LAM)是当前制造技术热点之一,该技术常以合金粉末或丝材作为原料,在高能激光束作用下熔化堆积成形为复杂形状的构件。与传统减材加工不同,激光增材制造是通过逐层沉积实现的增量制造,成形构件只需进行后处理就能直接投入使用,在确保构件性能的前提下大大缩短了生产周期,因此成为了众多学者的研究热点。但激光增材制造过程中热输入量大,熔凝过程复杂,众多的影响因素对薄壁件变形、微观组织等影响显著,仅靠实验研究的方式耗时耗力且成本较高,故本文采用仿真为主,实验为辅的方法开展研究,重点研究了激光功率、扫描速度、扫描方式等因素对激光增材制造316L不锈钢薄壁圆环件温度分布、变形、应力等的影响。首先,详细阐述了激光增材制造316L不锈钢薄壁圆环件的仿真理论基础,利用ANSYS workbench软件,在考虑材料热物性参数随温度变化的基础上,合理设置初始、边界条件,利用APDL参数化语言命令流加载高斯热源,并运用“生死单元”,建立了316L不锈钢薄壁圆环件三维瞬态有限元仿真模型,通过对比分析红外测温仪测得加工316L不锈钢薄壁圆环件时表面温度与采用同一参数下有限元仿真的温度数据,验证仿真有效性。其次,通过有限元仿真对316L不锈钢薄壁圆环件的温度场、应力场进行分析。研究了不同激光功率、扫描速度及扫描方式对其温度分布、熔池结构、变形和应力的影响,发现温度峰值、熔池尺寸,变形和残余应力均随着激光功率增大而增大,随扫描速度的降低而增大;保持激光功率、扫描速度不变,只改变扫描方式情况下,发现扫描方式对温度分布影响不大,对变形及残余应力的影响也无明显规律。最后,在仿真结果基础上,进行了316L不锈钢薄壁圆环件成形实验。观察其宏观形貌及金相组织,出现了“粘粉球化”、过熔、裂纹缺陷,并分析了缺陷成因。随后对比仿真优化参数与实验结果,选出一组制备316L薄壁圆环件的最优工艺参数:激光功率800W、扫描速度6mm/s,采用正常扫描方式。本文建立的有限元模型能有效仿真出激光成形过程中的温度分布、变形和残余应力随工艺参数变化的趋势,并通过结合实验数据获得了薄壁圆环件增材制造关键工艺参数,为激光增材制造316L不锈钢薄壁圆环件规模化应用提供有效指导。

关键词： 高强度螺栓组   低周往复荷载   ABAQUS有限元分析   应力   滞回曲线  

摘要： 高强螺栓组是桥梁、高层建筑、机械部件连接中重要的环节,关系到结构的安全性和稳定性。目前对于螺栓群组结构各项参数的分析也有了一些结论,但是螺栓布置构型较为单一,整体力学行为对螺栓的影响的研究不够深入,取值往往通过经验来确定。因此,螺栓的构型以及各项参数进行更深入探究对高强度螺栓组的排列优化和保证连接体的结构强度均具有重要意义。高强度螺栓组涉及到多种受力工况和边界条件,受力情况复杂多样,本文主要开展了以下几方面的研究工作:首先,设计了3种新的螺栓布置构型。采用有限元方法,以10.9级M20高强度螺栓连接HN500×200型钢试件作为基本对照,参考规范中各部件尺寸,通过合理改变螺栓预紧力、腹板缀板厚度、翼缘内侧缀板厚度、翼缘外侧缀板厚度、螺栓直径、腹板处螺栓竖向间距的参数设计了18个不同的试件模型。其次,本文先通过对所有试件施加竖向静荷载来模拟螺栓组在正常使用工况下的受力情况。对不同构型的螺栓受力情况进行讨论,分析翼缘与腹板螺栓受力特征,总结不同布置构型的优劣,发现X型的螺栓布局对于应力的分布更为合理。罗列了不同部件参数对每个螺栓产生的影响并分析其原因,发现螺栓预紧力是对螺栓应力影响最大的参数,另外,改变螺栓间距也可以使螺栓受力更合理。第三,本文又通过对所有试件施加低周往复荷载来探究螺栓组的抗震性能。分析了不同构型每个螺栓的受力情况,探讨了不同构型、不同部件参数对螺栓受力的影响。通过提取模型数据,绘制了滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线,计算了能量耗散系数、延性系数,对不同试件进行了量化数值比对,分析了各试件抗震性能的优劣,发现传统螺栓布置整体性能优良,具有良好的延性、变形性能及承载能力,改变腹板处螺栓竖向间距对结构的刚度和其他力学行为没有明显影响,但当螺栓间距的增大到80mm时,螺栓的应力较小,受力更为合理。本文的研究成果进一步扩展了高强度螺栓组的研究内容,对今后不同的螺栓布置构型的应用与部件尺寸的取值提供了可供借鉴的理论基础。

关键词： 岩爆   微震监测   数值模拟   前兆信息   应力场  

摘要： 引汉济渭秦岭输水隧洞随着埋深增大地应力增加,导致岩爆灾害频发,这为研究岩爆前兆微破裂的演化规律提供了研究素材。本文研究围绕“岩爆微破裂前兆及演化规律”这一关键问题展开,依托陕西省引汉济渭秦岭输水隧洞TBM工区微震监测项目,以现场地质资料和微震监测数据作为研究基础,借助现场微震监测和岩石破裂过程分析软件（RFPA）分析TBM开挖扰动下岩爆前兆的微破裂演化规律和应力场的迁移演化过程。通过分析岩爆孕育过程中微破裂的时空演化过程,揭示岩爆孕育过程的应力演化特征;基于引汉济渭地质条件,建立三维数值模型,从应力场演化的角度,揭示围岩损伤演化规律与机制;最后,针对现场岩爆预防措施,建立超前应力释放孔施作方案评价机制和评价手段。主要研究内容如下:（1）根据引汉济渭秦岭输水隧洞TBM工区工程布置及施工方式,构建TBM跟随式可移动微震监测系统。研究引汉济渭秦岭输水隧洞TBM工区岩爆在洞周和轴向上的分布规律及岩爆孕育过程中微震事件序列特征。借助快速傅里叶变换识别岩爆发生前的微震事件中心频率变化前兆信息,同时引入定量地震学和“SSS”原理（Stress buildup,Stress transfer,Stress shadow）揭示岩爆孕育过程中定量地震学参数的前兆特征。（2）采用数值实验方法（RFPA）模拟结构面和TBM开挖扰动下围岩损伤的过程,揭示结构面型岩爆孕育过程中应力场的迁移演化过程。考虑微震损伤对围岩损伤的影响,反演真实应力场的演化过程,揭示应力集中区域和应力松弛区的形成机制,识别和圈定岩爆高风险区域,为预防结构面型岩爆提出一种新思路。（3）以秦岭输水隧洞TBM工区施工过程中施作超前应力释放孔主动防控岩爆的工程案例为背景,研究超前应力释放孔的施作时机。通过微震监测和数值模拟方法分析施作超前应力释放孔的应力转移效果。同时结合现场的岩爆预警措施汇总形成深埋高压岩爆预警防治方案。