深部岩体应力瞬态释放激发微地震机制与识别＊

杨建华卢文波，陈 明严 鹏周创兵

1）中国武汉430072武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室

2）中国武汉430072武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室

深部岩体应力瞬态释放激发微地震机制与识别＊

杨建华1，2）卢文波1，2），陈 明1，2）严 鹏1，2）周创兵1，2）

1）中国武汉430072武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室

2）中国武汉430072武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室

从能量释放的角度讨论了深部岩体开挖激发微地震的机制.研究表明，伴随着爆破破岩新自由面形成而发生的岩体弹性应变能释放属于瞬态过程，高地应力条件下爆破开挖产生的微地震由爆炸荷载和初始地应力（开挖荷载）瞬态释放耦合作用引起.地应力瞬态释放激发的微地震可成为周围岩体振动的主要组成部分，这有赖于岩体自身的蓄能能力、岩体开挖方式及开挖面的大小.通过瀑布沟地下厂房爆破开挖过程中实测围岩地震信号的时能密度和幅值谱分析，对地应力瞬态释放激发的微地震进行了识别.耦合地震信号的低频成分主要由初始地应力瞬态卸荷引起，而高频成分主要由爆炸荷载引起.应用数字信号处理的FIR滤波方法对耦合振动信号进行了初步分离，数值计算验证了分离结果的可靠性.

微地震 动力过程 深埋隧洞 爆破开挖 瞬态卸荷 弹性应变能

Abstract：The mechanism of triggered microseism by excavation of deep rock mass is discussed from the view of energy release.Results reveal that the elastic strain energy release of rocks，accompanied with the formation of new free surface during the rock fragmentation by blasting，is a transient process；and in highly stressed rock mass，the triggered microseism by blasting excavation isattributed to the coupling of blasting load and transient release of in－situ stress（TRIS）.The TRIS－triggered microseism could become absolutely the main component of total vibration，which depends on the storage capacity of rock energy，the excavation method and the size of excavated surface.In combination with the blasting excavation of an underground powerhouse in the Pubugou Hydropower Station，the microseism excited by TRIS is identified through time－energy density analysis and amplitude spectrum analysis of monitored microseismic signals in surrounding rocks.Results indicate that lower frequency component in the coupled microseism results more from TRIS than from blasting load，and higher frequency component originates from the blasting load alone.The coupled microseismic signals are separated by employing the finite impulse response（FIR）filter，and separated waves agree very well with numerical simulation results.

Key words：microseism；dynamic process；deep－buried tunnel；blasting excavation；transient unloading；elastic strain energy

引言

人类工程活动引起的地震问题是现代地震学广为研究的课题之一.从20世纪60年代开始，源于国防建设的需要，国内外对地下核爆炸、化学爆炸进行了大量的研究，揭示了其应力波传播规律和地运动特征（Kharin et al，1966；Bykovtsev，Kramarovskii，1994；唐廷等，2007）.随着矿山开采深度的日益增加，人类活动不断走向岩体深部，开挖扰动引起岩体地应力重分布.其内部将产生局部弹塑性能集中现象，能量的积聚引起岩体裂隙的产生与扩展、甚至是地质间断面（断层）的运动，由此导致应力波或弹性波的释放并在周围岩体内快速传播诱发矿山地震（Mccreary et al，1992；唐春安等，1997；Ge，2005；和雪松等，2007）.在深部岩体爆破开挖过程中，钻爆开挖是通过爆炸荷载与孔壁围岩相互作用，达到破碎岩石、抛掷碎块的过程.伴随着爆炸产生的岩体开裂和新自由面的形成，被开挖岩体对保留岩体的应力约束瞬间消失，即开挖面上地应力瞬态释放.一般认为，爆破地震是指炸药爆炸产生的冲击波通过岩土介质传播到远距离处衰减而引起的振动.但爆破开挖面上的应力快速释放可以在围岩中激发动拉应力（Carter，Booker，1990），且卸荷速率越快，对保留岩体的破坏越大（Abuov et al，1989），甚至成为岩爆的触发机制之一（徐则民等，2003），明显地表现出与准静态开挖卸荷不同的动力特征.Cai（2008）认为，当深埋隧洞采用钻爆法开挖时，将在开挖边界上产生很大的不平衡力，围岩的一部分应变能转化为动能.试验研究也发现，地应力场对爆破地震传播具有波导效应，主地应力方向上实测的爆破振动值要远大于预测的爆破振动（张志呈等，2005）.以上研究成果及工程实践表明，伴随爆炸而发生的开挖轮廓面上地应力瞬态释放，可能是激发围岩微地震的另外一个因素（李正刚，2004）.

深部岩体爆破开挖过程中，地应力瞬态释放这一卸载扰动以弹性波的形式向外传播，在周围岩体中产生微地震，这是一个物理过程的动力原因和动力响应，是一个直接激发过程.但从应变能快速释放的观点看，地应力瞬态卸荷产生的微地震与采矿卸载间接诱发的地震具有相似性.因此，开展深部岩体爆破开挖过程中地应力瞬态释放激发微地震的研究，对于认识工程开挖激发微地震的机制、预报与控制爆破振动具有重要意义.进一步建立开挖瞬态卸荷激发微地震的特征与地应力分布的关系，为判断地下工程二次应力分布、预防和减轻动力地质灾害提供了有效途径（陈培善，1981；张天雷等，2011）.本文首先从岩体弹性应变能释放的角度讨论地应力释放激发微地震的机制，并针对深埋圆形隧洞全断面分段微差爆破，分析地应力释放的力学过程；然后结合高地应力条件下爆破开挖的实测地震信号，采用小波变换时能密度和幅值谱分析方法对地应力瞬态释放激发的微地震进行识别，应用数字信号滤波方法对耦合地震信号进行初步分离，并与数值模拟结果进行对比验证.

1 岩体开挖能量释放机理

与开挖过程有关的岩体应力路径、应力状态及动力响应等问题，归根结底是岩体能量的集聚、储存、耗散与释放.假定三向应力作用下的原岩处于弹性平衡状态，在主应力空间中，单位体积岩体弹性应变能e为（Solecki，Conant，2003）

式中，σj为主应力，j＝1，2，3；E为弹性模量；μ为泊松比.

一定体积的岩体含有n个岩体单元，所包含的应变能U为

式中，Vk为第k个岩体单元的体积.

工程开挖改变了岩体的原始几何形状，使开挖边界上的法向初始地应力全部卸除，并引起周围保留岩体地应力场的变化，形成一定的应力影响区.隧洞每一个进尺都将挖除一定体积的岩体，这部分岩体包含了一定的应变能；同时应力影响区岩体由于变位和应力调整也将释放一定的能量.这两部分能量之和就是特定开挖进尺下释放的能量ΔU（Cook et al，1966），即

式中，U1，U2分别为开挖前开挖区和应力影响区内岩体的弹性应变能；U′2为开挖后影响区岩体的弹性应变能，如图1所示.

图1 开挖引起的岩体应力和应变能变化示意图Fig.1 A schematic of excavation－triggered changes in rock stress and elastic strain energy

以理想条件下深埋圆形隧洞全断面分段微差爆破开挖作为理论分析模型（图2）.与某一圈炮孔起爆对应的初始地应力为前一圈炮孔起爆后形成的二次应力.与隧洞分段微差起爆顺序对应的岩体任一点的应力状态，可采用厚壁圆筒受远场压应力的平面应变模型计算：

式中，λ＝σH/σV，σH和σV分别为远场水平应力和竖直应力；ηi＝ri－1/r，ri－1为第（i－1）段雷管起爆所形成的临时空腔半径，r为空腔周围任一点到洞室中心的距离；σri，σφi，τrφi和σzi分别为与第i段起爆对应的径向正应力、切向正应力、剪应力和轴向应力（下面统称σi）；φ为极角.

处于三向高地应力作用下的深部岩体可以集聚大量的弹性能，因开挖释放的能量往往大于岩体发生动态破裂、滑移所需要的能量ΔG，二者之差称为岩体破坏的弹性余能（赵阳升等，2003）.大部分情况下这部分能量以动能形式释放，转换为破碎岩体的抛射而发生岩爆，或转换为周围岩体的振动而发生微地震.对于高地应力条件下的深部岩体开挖，动力破坏弹性余能远大于浅部岩体，这部分以动能形式释放的能量是岩体工程设计与施工中必须考虑的重要因素.

当采用钻爆法开挖时，炸药爆炸产生的能量大部分用于破碎岩体和产生塑性变形，部分能量仍以动能的形式释放而产生爆炸地震波，与应力卸载地震波耦合在一起.则式（5）应改为

式中，Uexp为炸药爆炸产生的能量，K＜1.

图2 分段微差爆破地应力的确定Fig.2 Determination of the rock stress corresponding to millisecond delay blasting

2 地应力瞬态释放力学过程

2.1 地应力释放荷载边界条件

在深埋隧洞钻爆开挖过程中，裂纹首先在炮孔连线方向优先扩展，相邻炮孔在极短时间内相互贯通、岩体碎块抛离新形成的开挖面，被开挖岩体对保留岩体的法向约束荷载将瞬间消失，即完成开挖面上初始地应力（开挖荷载）的瞬态释放.根据开挖边界上的应力连续条件，只有在裂纹贯穿、炮孔压力Pb衰减至低于初始地应力σi时，宏观上的地应力释放在开挖轮廓面上发生；当炮孔压力降至大气压时，完成地应力的同步释放（卢文波等，2011）.与爆炸荷载耦合作用下的地应力瞬态释放起止时刻与变化规律由开挖面上地应力大小和爆炸荷载变化过程确定，如图3所示.图中Pb0为爆炸荷载峰值，tr为爆炸荷载上升时间，td为爆炸荷载持续时间，ti为地应力卸载开始时刻.

图3 爆炸荷载和地应力瞬态释放过程曲线Fig．3 Curves of blasting load and transient release of in－situ stress versus time

2.2 地应力释放持续时间

对于常采用的孔底起爆方式，爆炸荷载变化过程分为以下3个部分：①首先炸药从孔底起爆，爆轰波以爆速D在装药中传播，在极短的时间内孔内平均爆炸荷载上升至最大值Pb0，同时在围岩中激起应力波；②受爆炸荷载作用，炮孔周围岩体开裂并在爆生气体的驱动下以速度Cf进一步扩展并最终全部贯通，裂缝周围岩体发生局部的地应力释放；③高温高压的爆生气体从炮孔间的贯通裂缝或堵塞物被冲出后的孔口高速逸出，产生一束以速度Cu1向孔底传播的稀疏波，当稀疏波传播至孔底固壁端时反射稀疏波，并以速度Cu2向孔口传播，导致炮孔压力进一步降低，多数情况下，当反射的稀疏波到达孔口后，炮孔内爆炸气体压力已衰减至大气压水平.上述过程，可用图4所示的计算模型来表示.图中L1和L2分别为炮孔的装药长度和堵塞长度；Ls为炮孔间距；CP为岩体纵波速度；vg为爆炸气体逸出速度.

有关爆炸气体压力详细的变化过程可以由炮孔空腔动力膨胀、裂纹扩展、堵塞物冲出及爆生气体一维非定常流动联合计算得到（杨建华等，2010），荷载曲线如图3所示.整个爆炸荷载持续时间为

图4 爆炸荷载持续时间计算力学模型Fig.4 Mechanic model adopted to determine the process of blasting load

对于深埋隧洞全断面爆破开挖，一般采用钻孔直径为φ42mm、孔间距0.8—1.2 m、孔深1.5—5.0 m的浅孔爆破；采用爆速为3 500—4 500 m/s的2＃岩石硝铵炸药或乳化炸药.若岩体的初始地应力为20—50 MPa，由式（7）—（8）可以估算此条件下地应力释放持续时间Δt＝2—5 ms.该估算值与岩石爆破现场高速摄影资料相符合（Preece et al，1993）.爆炸荷载脉冲的瞬时性决定了开挖面上地应力释放是一个实实在在的瞬态过程.巨大的弹性应变能ΔK在数毫秒内高速释放，必将在周围岩体中激发显著的瞬态卸载地震波.

2.3 地应力瞬态释放激发微地震

同时可以估算上述条件下因地应力释放引起的围岩应变率可达（10－1—101）/s量级（卢文波等，2008）.当应变率大于10－1/s时属于动态过程，不能忽略惯性力的作用（周维垣，1989）.而以往研究往往将地应力释放作为准静态过程来考虑，忽略了钻爆开挖过程中能量释放的瞬时性及其引起的动力响应.

图5 地应力瞬态释放激发微地震示意图Fig.5 A schematic of triggered microseism by transient release of in－situ stress

可以用一个简单而形象的例子对爆破开挖过程中地应力瞬态释放激发微地震的过程加以说明：如图5a所示的弹簧，在初始应力σi作用下，产生一定量的位移，这相当于地应力作用下岩体的初始状态（图5b）；如果压力σi缓慢释放，弹簧只回弹到平衡位置（图5c）；如果压力σi瞬间突然释放，则弹簧会因惯性回弹到平衡位置以下（图5d），此后开始在平衡位置上下振动.与缓慢释放（准静态卸载）的效果相比，在卸载瞬间相当于对处于平衡位置的弹簧突然施加了一个与σi等值的拉力.

在工程爆破领域，目前普遍采用质点峰值振动速度来表征爆破地震的强度.按照弹性卸载假定，每一段炮孔起爆过程中开挖面上的地应力瞬态释放产生的卸载扰动以弹性波速向外传播，质点振动速度与波阵面上应力存在如下关系：

式中，v为质点峰值振动速度；σ为波阵面上的应力；ρ，CP分别为岩体的密度和弹性纵波速度.

设第i段雷管起爆时开挖面上（r＝ri）的质点峰值振动速度为v0，则v0＝σi/（ρCP），周围岩体中任一点的质点峰值振动速度可表示为（Lu，Hustrulid，2003）

式中，K为与地质条件和爆破参数有关的系数；d为到荷载作用面的距离；α为振动衰减系数.

式（4）和式（10）说明，在确定的远场地应力条件下，ri－1和ri的大小距离决定了岩体弹性应变能释放产生地震的强度，而这个因素与掌子面的炮孔布置和起爆网络的连接有关.综合第1节分析，地应力释放激发地震除了受到岩体自身蓄能能力的影响外，还与岩体开挖方式、开挖面的大小密切相关.

3 实测耦合振动的识别分离

深部岩体爆破开挖产生的地震动由爆炸荷载和地应力瞬态释放耦合作用引起.要了解地应力瞬态释放的动力响应，有赖于对瞬态卸荷激发地震的有效识别与分离.

3.1 工程概况与微地震监测

瀑布沟水电站地下洞室群由地下厂房、主变室、尾水闸门室、6条压力管道和2条无压尾水隧洞组成.主厂房断面尺寸为26.80 m×66.68 m（宽×高），在主厂房下游平行布置主变室，主变室尺寸为18.30 m×25.58 m（宽×高）.地下厂房区域地应力场是一个以构造应力为主的中等偏高地应力场.其中第一、第三主应力方向接近水平，大小分别为27.3 MPa和11.8 MPa，第一主应力与主厂房纵轴线有20°—30°的夹角；第二主应力接近垂直，大小为23.3 MPa（薛娈鸾，陈胜宏，2006）.

图6给出了主厂房第Ⅳ层开挖过程中一次拉槽爆破的爆区概况和地震监测的测点布置情况，此时主变室第一层开挖已经完成.1＃—8＃测点布置于主厂房爆区后冲向的岩台上，9＃和10＃测点布置于与爆区正对的主变室边墙上.爆破采用2＃岩石乳化炸药，炮孔深8.5 m，孔径90mm，采用直径为60mm的药卷连续装药，分8段起爆，雷管跳段使用，具体的爆破设计如图7所示.为方便叙述，下面称MS1，MS5，MS9，MS13段雷管为第一组，MS3，MS7，MS11，MS15段雷管为第二组.

图6 爆破开挖振动监测测点布置示意图（单位：m）Fig.6 Arrangement of vibration monitoring sites for blasting excavation（unit：m）

图7 主厂房中部拉槽爆破设计图（单位：m）Fig.7 Blasting design for the middle－cutting of main powerhouse excavation（unit：m）

3.2 围岩微地震分析

根据实测的地应力分布，采用大型有限元数值计算软件ANSYS计算本次爆破前爆区的二次应力分布.计算中采用Drucker－Prager本构关系模拟岩体.其材料参数为：密度ρ＝2 610 kg/m3，弹性模量E＝20 000 MP，泊松比μ＝0.21，黏聚力c＝2.0 MPa，内摩擦角θ＝54°.计算结果表明，在垂直于厂房纵轴线方向，第一组、第二组雷管起爆时对应的开挖边界上的地应力分别为16.6 MPa（靠近厂房纵轴线）和33.0 MPa（靠近保护层）；在平行于厂房纵轴线方向，两组雷管对应的开挖面上的地应力分别为7.6 MPa和8.6 MPa.因此，各测点的水平径向地震信号中应同时包含爆炸荷载与地应力瞬态释放这两种激励源所产生的振动.然而，在实际监测到的围岩微地震信号中，爆炸荷载和开挖面上地应力瞬态释放所产生的地震相互耦合、叠加在一起，在时域上并没有明确的分界点，这给地应力瞬态释放激发地震的研究带来了很大的不便.

3.3 地应力瞬态释放激发微地震的识别

3.3.1 小波变换时能密度分析

小波变换时能密度分析方法有反映信号能量突变的特征，近年来一些研究者将其引入到爆破振动非平稳随机信号处理中来（凌同华等，2006）.实际应用中，通过改变时能密度函数的积分上、下限，得到某频率范围内信号的能量密度随时间的分布特征.高地应力条件下爆破施工时，如将某次爆破的围岩振动作为一个系统，爆炸荷载的冲击作用和开挖面上地应力瞬态释放都是能量源，不同机理的能量输入必将引起系统能量的突变.因此，可以根据时能密度图中出现的突峰对开挖面上地应力瞬态释放激发的微地震进行识别.

本文选用目前在爆破地震信号分析中使用最多的db8小波基，取尺度下限为1，上限为125，对各测点的爆破地震信号分段进行分析.由于前4段振动存在叠加，没有明显地分开，因此仅对各测点的后4段信号进行分析.因篇幅所限，这里仅给出6＃和10＃测点MS11段的时能密度分布曲线，如图8所示.

图8 实测微地震波形时能密度曲线（a）6＃测点；（b）10＃测点Fig.8 Variation of energy of monitored microseismic waves with time（a）No.6 measurement site；（b）No.10 measurement site

图9 露天梯段爆破微地震波形时能密度曲线Fig.9 Temporal variation of microseismic wave energy in open－pit bench blasting

为了更加清晰地反映爆炸荷载与地应力瞬态释放耦合作用激发微地震的时能密度曲线特征，图9给出了一个岩性、钻爆参数相近情况下露天梯段爆破时的时能密度曲线（李鹏等，2011）.可以看到，露天梯段爆破所选爆破段的时能密度曲线由3—4个较大突峰集中在一起组成一个突峰群，该突峰群对应于爆炸荷载这一个激励源.而高地应力条件下梯段爆破所选爆破段的时能密度曲线突峰群分成明显的两个部分（图8a，b，以不同线形表示），则这两个突峰群对应于两个具有时间间隔的激励源，分别为爆破荷载和后续的地应力瞬态释放.

3.3.2 幅值谱分析

本次爆破过程中，两组雷管的爆破条件基本一致（只是爆心距略有不同，经数值模拟验证，离开爆区30 m后爆心距的影响极小），仅在垂直于厂房纵轴线方向上存在地应力大小的差异.因而对两对应段别雷管起爆时产生的径向地震波进行比较分析，有望对地应力瞬态释放引起的微地震作进一步识别.

利用Matlab中的快速傅里叶变换工具箱函数，即可实现各段地震信号的幅值谱.图10中只给出6＃和10＃测点MS9段、MS11段幅值谱对比分析图，详细的幅值谱峰值列于表1中.可以看到，各段振动均具有两个优势频率，且优势频率的分界点无一例外地在85Hz左右.这说明不同频率的振动不是由雷管误差等一些偶然因素产生，而是分别由爆炸荷载和地应力瞬态释放这两个必然的激励源所引起的.

图10 各对比段别微地震信号幅值谱比较（a）6＃测点；（b）10＃测点Fig.10 Comparison of amplitude spectra of monitored microseismic signals between contrastive delays（a）No.6 measurement site；（b）No.10 measurement site

表1 各对比段别微地震信号幅值谱峰值Table 1 Peak amplitude spectrum of monitored microseismic signals between contrastive delays

6＃和7＃测点的水平径向振动平行于厂房纵轴线.在这个方向上，两段雷管起爆时对应的地应力基本一致，仅相差11.6%；9＃和10＃测点水平径向振动垂直于厂房纵轴线，此方向上两段雷管起爆时对应的地应力相差49.7%.由表1可以看到，在0—85Hz低频范围内，6＃和7＃测点对比段别的幅值谱峰值差别较小，相差约9.2%（平均值）；而9＃和10＃测点幅值谱峰值差别较大，可达42.9%（平均值）.由于第一组的开挖荷载小于第二组，各测点各对比段别的幅值谱峰值的差值只有负值.以上分析表明，0—85Hz范围内幅值谱峰值与开挖面上的地应力有较好的相关性.结合式（10）可以认为，地应力瞬态释放激发的微地震频率主要分布在0—85Hz范围内.在85—400Hz高频范围内，幅值谱峰值的差值出现了正值，这是由于两组炮孔个数不同，装药量大的段别引起的振动幅值较大.装药量的不同只影响了高频范围的振动；就其绝对值的平均值而言，幅值谱峰值的差值与因炮孔个数差异引起的爆炸荷载差值也基本一致.

以上分析表明，耦合地震信号中的低频振动成分主要由地应力瞬态释放引起，而高频成分则主要由爆炸荷载引起.这在理论上也容易得到解释，由于爆炸荷载上升时间短，荷载变化梯度大，而地应力瞬态卸载时间稍长，因而地应力瞬态释放产生的围岩地震含有较多的低频能量.由于工程结构的自振频率一般较低，因此这种效应不利于地下工程中构筑物的安全.

3.4 耦合微地震的分离及数值模拟验证

每一段振动均是由爆炸荷载与后续的地应力瞬态释放所产生的振动在时域上叠加而成.根据上述分析，采用数字信号处理的FIR低通滤波器从实测微地震信号中分离出低频信号，便可以近似地得到地应力瞬态释放激发的地震波曲线，采用原始信号减去瞬态卸荷地震波曲线便可以得到爆炸荷载地震波曲线.

为验证分离结果的可靠性，采用动力有限元ANSYS/LS－DYNA模拟了爆炸荷载和地应力瞬态释放引起的质点振动速度.计算中采用等效的数值模拟方法，将爆炸荷载与地应力瞬态释放过程作用在同段炮孔中心连线与炮孔轴线所确定的面上（卢文波等，2011）.开挖面上的等效爆炸荷载Pe＝12.2 MPa；取爆炸荷载上升时间tr＝1.5 ms、正压作用时间td＝8.0 ms，地应力瞬态释放持续时间Δt＝4.0 ms.荷载曲线如图3所示.

图11 分离的微地震波曲线与数值模拟结果对比（a）6＃测点；（b）10＃测点Fig.11 Comparison between separated and simulated microseismic waves（a）No.6 measurement site；（b）No.10 measurement site

图11给出了MS11段起爆时10＃点实测数据和分离曲线与数值模拟结果的对比情况.图中“TRIS”表示地应力瞬态释放，“BL”表示爆炸荷载，“CO”表示二者耦合作用.可以看到，地应力瞬态释放激发的微震量级与爆炸荷载所引起的围岩振动大小具有可比性.特别是在垂直于厂房纵轴线方向上，由于开挖导致的应力集中，地应力瞬态释放引起的地震超过了爆炸荷载而在耦合振动中逐渐占据主导地位.分离的地震波曲线与数值模拟较好地吻合，表明前文的分析是可靠的.

由于受到监测仪器的漂移误差、测点部位局部岩体松动等多因素影响，同时分离得到的地应力瞬态释放地震波曲线中仍然包含了爆炸荷载激发地震的部分低频成分，在地震波形的尾部分离数据与模拟值相差较大.

4 结论

通过上述分析和讨论，得到以下主要结论：

1）伴随着爆破破岩新自由面形成而发生的岩体弹性应变能释放属于瞬态过程，深部岩体开挖过程中巨大的动力破坏弹性余能以动能形式瞬间释放会激发显著的围岩微地震.

2）高地应力条件下，爆破开挖产生的微地震由爆炸荷载与地应力瞬态释放耦合作用引起.地应力瞬态释放激发的振动可能成为围岩微地震的主要组成部分，这主要依赖于岩体自身的蓄能能力、岩体开挖方式及开挖面的大小.

3）深埋洞室爆破开挖过程中，实测耦合地震信号的低频成分主要由地应力瞬态释放引起，而高频成分则主要由爆炸荷载引起.由于工程结构的自振频率一般较低，地应力瞬态释放激发的微地震会加剧对地下构筑物的危害.

以上分析对工程开挖引发微地震的成因机制认识带来了新的启示，但本文只对地应力瞬态释放激发的微地震进行了初步的识别分离，未细致考虑其它因素对分离结果的具体影响.为此，根据地应力瞬态释放激发的微地震来判断地下工程二次地应力场分布，尚需进一步研究.

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Mechanism and identification of triggered microseism by transient release of in－situ stress in deep rock mass

Yang Jianhua1，2）Lu Wenbo1，2），Chen Ming1，2）Yan Peng1，2）Zhou Chuangbing1，2）
1）State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science，Wuhan University，Wuhan 430072，China
2）Key Laboratory of Rock Mechanics in Hydraulic Structure of Ministry of Education，Wuhan University，Wuhan 430072，China

10.3969/j.issn.0253－3782.2012.05.001

P315.3

A

国家杰出青年基金项目（51125037）、国家重点基础发展规划计划（973）项目（2010CB732003）、国家自然科学基金项目（51179138）和武汉大学博士研究生学术新人提名奖项目（T2011206009）共同资助.

2011－08－08收到初稿，2012－03－01决定采用修改稿.

http：∥www.cnki.net/kcms/detail/11.2021.P.20120830.1420.005.html

杨建华，卢文波，陈明，严鹏，周创兵.2012.深部岩体应力瞬态释放激发微地震机制与识别.地震学报，34（5）：581－－592.

Yang Jianhua，Lu Wenbo，Chen Ming，Yan Peng，Zhou Chuangbing.2012.Mechanism and identification of triggered microseism by transient release of in－situ stress in deep rock mass.Acta Seismologica Sinica，34（5）：581－－592.