Laboratory Characterization of a Synthetic Sandstone for Tunnel Rockburst Study
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT: Assessment of rockburst potential in the rockmass is one of the main challenges in tunnel design. The phenomenon of rockburst is often linked with brittle failure characteristics of the rock leading to high strain-energy release and spalling, fractures, and damage around the tunnel boundary. This paper develops a synthetic sandstone as a model material for bursting rocks prepared in the laboratory to advance the study of the rockburst phenomenon. The synthetic sandstone is composed of fine-grained F-75 Ottawa sand, type I/II cement, and water. The brittle behavior of the material was studied based on the full stress-strain curve observed in the synthetic sandstone. Also, the synthetic rockburst-susceptible rock suitability is evaluated using several empirical criteria, such as strength brittleness index, burst energy coefficients, a brittleness index modified, and a strain energy storage index. The laboratory tests found that the material can be easily reproduced in different shapes and geometry with repeatable properties. The elemental testing damage characterization of the synthetic sandstone shows that the material is similar to bursting rock. The synthetic sandstone will be further expanded in laboratory-scale physical model testing using a true-triaxial cell to study the complex problem of rockburst. 1. INTRODUCTION The sudden, violent manner of rockburst is a complex phenomenon that remains a significant hazard for many deep underground excavations (Simser, 2019). Understanding the primary cause of rockburst and its interdependence enables engineers to make more informed risk management and mitigation decisions. One approach to improve the understanding of the failure process for the excavation is building a reproducible physical model under controlled circumstances in different shapes and geometry (Klammer et al., 2017). Although categorized as medium strength rocks, historical evidence has shown that rockburst can occur in this lithology (Q. M. Gong et al., 2012; Naji et al., 2019; Sun et al., 2016). Researchers have attempted to produce artificial rocks similar to natural sandstone in the past few decades. The efforts include a sintering process of natural sand grains with artificial beads, artificial cement, 3D printing, and chemical reaction utilization (David et al., 1998; Huang and Airey, 1998; Ishutov et al., 2015; Osinga et al., 2015; Rice-Birchall et al., 2021). However, these methods necessitated extensive resources and were considered limited in terms of ease of preparation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».