Estos fenómenos pueden provocar fallas en las paredes laterales y expulsión violenta de roca. La aparición persistente de explosiones de rocas plantea un desafío para la construcción segura de proyectos de ingeniería en rocas profundas. En consecuencia, existe una necesidad urgente de investigar el estallido de rocas en las paredes laterales del túnel en forma de D causado por la carga de impacto.

En un estudio publicado recientemente en la revista Rock Mechanics Bulletin , un equipo de científicos de la Universidad del Sudeste en China y la Universidad de Oulu en Finlandia llevaron a cabo un estudio sistemático sobre la explosión de rocas en las paredes laterales de un túnel en forma de D bajo carga de impacto. Su objetivo era revelar los procesos relevantes de los estallidos de rocas, sus características y sus mecanismos desencadenantes.

"Desarrollamos una capacidad experimental para investigar la explosión de rocas en las paredes laterales del túnel bidimensional en forma de D altamente estresado bajo carga de impacto utilizando el sistema de barra de presión biaxial de Hopkinson", explica Wuxing Wu, autor principal del estudio.

"Específicamente, nos centramos en el proceso de explosión de la pared lateral de una muestra en forma de D durante el proceso de carga de impacto, examinando las características de falla, el campo de deformación y las características de deformación por desplazamiento de la roca circundante bajo diferentes pretensados ​​horizontales".

El equipo descubrió que el proceso de falla de la pared lateral de la muestra en forma de D seguía siendo el mismo, aunque bajo diferentes tensiones estáticas bidimensionales, involucrando fallas tanto por tracción como por tracción-cortante.

Sin embargo, el volumen de la zona de falla en forma de V, el rango afectado de la zona de concentración de deformaciones por tracción, así como la severidad del estallido de roca disminuyeron al aumentar el pretensado horizontal.

"Estos hallazgos sugieren que la explosión de la pared lateral de la muestra del agujero en forma de D altamente estresada bajo carga de impacto fue el resultado de la interacción entre la tensión estática y la carga de impacto", dice Fengqiang Gong, autor correspondiente del estudio.

"Los pretensados ​​estáticos establecieron la distribución inicial de tensiones y deformaciones, mientras que los pretensados ​​horizontales influyeron en el rango afectado y los valores de deformaciones de la zona de concentración de deformaciones."

En particular, la carga de impacto alteró el equilibrio de tensiones original, lo que provocó alteraciones en la tensión y la deformación de la roca circundante y, en última instancia, provocó explosiones de rocas.

El equipo anticipa que su último hallazgo atraerá más atención en el campo de los desastres por explosiones de rocas en túneles profundos. Sobre todo, esperan que sus hallazgos ofrezcan información valiosa para comprender y prevenir los desprendimientos de rocas.