基于应变软化深埋巷道含水围岩的弹塑性极限平衡分析

在岩体内开挖巷道后,由于干扰了原岩应力分布和渗透水压力的作用,巷道含水围岩中呈现次生应力,这种新出现的不平衡应力是引起岩体产生变形、位移,甚至破坏的主要根源.以圆形截面巷道为例,结合莫尔-库仑理论从围岩弹塑性变形的角度出发,在考虑了围岩应变软化所引起围岩损伤的基础上,计算和分析了地下巷道含水围岩达到极限平衡时围岩塑性区...     

大红山铜矿巷道围岩爆破动态应力研究

随着开采的进行,在频繁的爆破作用下,围岩的完整性发生劣化,整体稳定性受到影响。微缺陷将不断扩展和贯通,其纵波速度也随爆破次数的增加而逐渐降低,这些都是围岩爆破震动效应最明显的体现。因此,采用纵波传播速度研究岩体的爆破震动效应具有很好的可操作性。在对爆破荷载下围岩体重纵波波速的监测的基础上计算了围岩的动态应力比,直观反应爆破振动对围岩的影响及损伤。     

压碎圈与裂隙圈的计算在浅孔落矿工程中的应用

针对火山喷流块状硫化物矿床或矿体分界较为明显,且在矿体围岩均不稳固的情况下,利用岩体力学、爆破工程等相关知识计算出柱状药包在岩石爆破中所形成的压碎圈与裂隙圈半径,利用计算成果对炮眼边距进行合理布置,从而避免矿体上下盘围岩因爆破造成大量上盘围岩片帮,降低采矿贫化率。     

采场不稳固围岩锚杆支护设计与计算

在分析采场顶板围岩力学过程的基础上,通过对顶板围岩的塑性区半径、松动区半径计算,来确定锚杆的有效长度和锚杆网度。采场试验表明,采用“先短后长”的锚杆支护技术和“先柔后刚”的锚杆群组支护结构,是解决采场顶板围岩支护的最好途径。     

基于松动圈理论的破碎岩体锚杆支护参数确定及应用

锚杆支护计算理论的选取直接影响巷道围岩支护效果。针对锦丰金矿巷道围岩破碎条件,进行巷道围岩松动圈测试;根据松动圈测试结果确定选用组合拱理论为锦丰金矿锚杆支护计算理论,计算确定锦丰金矿巷道支护参数;并进行现场支护试验,同步监测锚杆受力情况,最终确定锦丰金矿巷道支护最优参数为:锚杆间距1.2 m,锚杆排距1.2 m,锚杆长度2.4 m。工程应用结果表明:通过松动圈大小确定锚杆支护计算理论,可以使选取的支护理论更贴近矿山实际,对其他矿山的锚杆支护参数设计具有指导意义。     

采场不稳定固围岩锚杆支护设计与计算

在分析采场顶板围岩力学过程的基础上，通过对顶板围岩的塑性区半径，松动区半径计算，来确定锚杆的有效长度和锚杆网度。采场试验表明，采用“先短后长”的锚杆支护技术和“先柔后刚”的锚杆群组支护结构，是解决采场顶板围岩支护的最好途径。     

松散破碎围岩巷道支护优化设计

在松散破碎围岩条件下进行巷道开掘及维护时,往往会出现围岩承载能力差、矿压显现剧烈等一系列问题。邢台康达煤矿9煤轨道下山掘进过程中,可能会遇到废弃老空区等不良地段,将面临松散破碎围岩条件下的支护难题。利用《结构力学》的原理和方法,经过理论计算与综合分析,确定了该特殊围岩条件下的巷道支护方案,提出了相应的施工要求,为破碎围岩条件下的巷道施工安全提供了理论依据。     

焦家金矿寺庄矿区岩体节理裂隙调查与矿岩稳定性分析

通过对焦家金矿寺庄矿区矿岩节理裂隙现场调查,获得上下盘围岩及矿体节理裂隙的产状和平均间距,并对其进行统计分析。采用CSIR岩体质量评判方法,根据节理密度换算计算岩石质量指标RQD,以岩体的完整性系数来表征岩体的强度,通过计算得出RMR值,以不同的RMR值来表征岩体的稳定性,预测出采场跨度及其稳定时间。研究结果表明,上盘围岩节理裂隙较矿体及下盘围岩节理发育,并且当节理角度在30~75°之间时,节理分布对岩体强度影响较大;上盘围岩稳定性较差,矿体和下盘围岩稳定性好;由于寺庄矿区7-2号矿体上盘围岩的稳定性差,揭露后需及时进行有效支护,以限制围岩进一步变形和破坏;中段标高越往下,开采深度越深,矿体和围岩的稳定性降低,进行深部开采时,采场需要及时支护以保证作业安全。该研究结果为矿床开采采场结构参数优化及稳定性分析提供了理论依据,对矿区安全生产有重要指导意义。     

基于综合权重—模糊物元法的岩溶地区隧道围岩质量评价

为科学、准确地对岩溶隧道进行围岩质量分级评价，提出了基于综合权重—模糊物元法的岩溶地区隧道围岩质量评价方法。根据实测数据，采用CRITIC法确定影响岩溶地区隧道围岩质量指标的客观权重，采用改进的层次分析法确定其主观权重，并利用组合赋权计算得出各项指标的综合权重，最终根据模糊物元理论确定围岩的分级。为验证该方法的有效性，将其应用于岩溶地区腾讯七星数据中心隧道群围岩质量评价中。研究结果表明：基于综合权重—模糊物元法的岩溶地区隧道围岩质量评价判定结果与实际现场分级情况吻合较好，说明该方法能够实现对岩溶隧道围岩质量的综合判定。     

基于黏弹塑性的云岭隧道软弱围岩参数反演与稳定性分析

软弱隧道围岩在工程实际和试验研究中都表现出较强的流变性质,容易造成围岩的过大变形而导致失稳.按新奥法施工原则对云岭隧道左洞进口段的软弱围岩段开挖过程进行监测,分析初期围岩位移收敛值以及二次支护和衬砌的压力变化情况,通过黏弹性有限元反分析理论,建立基于黏弹塑性的反分析体系,对围岩参数进行反演和优化.通过采用ANSYS有限元程序模拟开挖过程,并将现场实际量测值与计算数据进行比较,为隧道支护设计和施工的安全可靠性提供科学依据和技术指导.     

吉林省某铀矿的开采顺序数值模拟研究

铀矿是一种特殊而又珍贵的战略矿藏资源。具有很强的放射性,怎样对铀矿进行开采以提高铀矿的利用率以及最大程度地降低对环境的污染具有重大意义。结合铀矿的工程实际,采用FLAC3D对其建立三维数值模型,并对其不同开挖顺序的开挖过程进行数值模拟。通过对开采过程中的围岩位移、塑性区和围岩应力进行分析,论证了矿体开挖方案的可行性。计算表明由下往上的开挖顺序较为有利,计算结果对该矿山的安全生产具有指导意义。     

井工矿井围岩应力研究

随着矿业开发力度的进一步加大,矿井的开采深度不断地加深,这一加深将伴随着围岩的自身重力、温度、水压、地下水等相应的增大,岩石的力学性能发生了显著的变化,岩石出现了软化等现象.该文采用ADINA线性有限元分析模块对深井围岩应力进行了仿真数值模拟分析计算,评价围岩的稳定性,保证矿井的安全.     

穿越高层建筑群浅埋软弱岩体隧道施工力学数值模拟研究

为了研究隧道挖掘施工对支护结构、围岩应力变化以及地表变形的影响,采用有限元软件数值模拟方法对挖掘施工进行力学计算。首先分析了施工地层变形及传播规律;然后结合midas GTS软件建立了高层建筑群附近的软弱围岩隧道施工力学模型;最后通过围岩应力、初支应力以及二衬应力计算得出以下几点结论:模拟施工首先进行右洞开挖,右洞下台阶开挖导致洞口两侧受力不均,周边收敛值达到5. 74 mm,增幅高达133%,现场施工时需注意减小开挖幅度,避免洞口两侧受力不均问题;对初支结构应力计算得到左洞部分位置最大拉应力达到2. 31 MPa,高于C20喷射混凝土极限拉应力2. 1 MPa,施工过程需加密钢拱架。     

含水破碎段井壁结构与围岩稳定性分析及其支护实践

以某含水破碎段竖井为工程背景,通过钻孔岩心地质调查,采用基于岩体地质力学分类的稳定性图表,对-1 000^-1 200 m竖井井筒围岩的稳定性进行分析,为井筒建设及服役期围岩稳定性控制方案的制定提供依据和基础。对井筒含水破碎段围岩的混凝土井壁进行计算,提出新的井筒围岩支护设计方法,确立了"混凝土井筒不承压"的深部竖井支护设计理念,增加掘进工作面裸露高度,使井筒围岩压力充分释放,并采用临时支护+混凝土浇筑的井壁结构对该竖井进行支护,对支护效果进行实时监测,结果表明,采用该支护方式能够顺利通过竖井含水破碎段。     

高水固结尾砂充填材料在焦家金矿的应用

本文应用数值模拟方法，分析了焦家金矿采用高水固结尾砂充填后采场围岩的稳定性。计算表明，在焦家金矿采用高水固结尾砂充填采场是可行的。     

狮子山矿深部开采运输主巷的稳定性分析

高地应力条件下,巷道围岩应力基本上随埋深的增加呈线性增加。因此,巷道围岩的稳定性成为十分突出的问题。为了研究狮子山矿深部开采运输主巷道在高地应力作用下的稳定性,运用有限元分析软件ANSYS,建立狮子山运输主巷的计算模型,并进行了数值模拟分析。计算结果表明:高地压的情况下,巷道围岩可能出现塑形变形区域,主要集中在巷道上下左右中间及拐角应力集中区域,非矿体部分等效应变最大值1.895×e~(-3),矿体部位最大值0.961×e~(-3),变形区域在合理范围内,故巷道壁面及拐角处应成为重点支护部位。     

高水因结尾砂充填材料在焦家金矿的应用

本文应用数值模拟方法，分析了焦家金矿采用高水固结尾砂充填后采场围岩的稳定性，计算表明，在焦家金矿采矿采用高水固结尾砂充填采场是可行的。     

基于三维激光扫描点云数据的地下巷道岩体结构面识别及稳定性分析

巷道围岩中发育的结构面对巷道稳定性有很大的影响,开展地下巷道的工程地质调查,精确获取地下巷道围岩结构面信息是巷道稳定性分析的关键。以云南大红山铁矿775 m 中段运输巷道为研究对象,采用三维激光扫描仪获取围岩结构面点云数据,并利用点云数据处理软件进行误差处理、坐标校正、结构面数据提取、点云拼接和过滤抽稀等内业数据处理工作,基于处理结果开展了统计分析;利用离散元软件3DEC建立了离散结构网络模型与地下巷道合成岩体模型,并对该巷道在自重及爆破振动作用下的失稳概率进行了数值模拟。结果表明：三维激光扫描技术可较好地获取巷道围岩的结构面信息,结合离散块体单元计算软件对巷道岩石块体的稳定性进行进一步分析,所分析区域的围岩自稳能力较好,但在爆破振动影响下失稳概率大幅增加,研究结果可为巷道的支护设计提供理论指导。     

石膏围岩隧道衬砌结构破坏模式及时变可靠度模型

石膏围岩具有很强的膨胀性和腐蚀性,在隧道全寿命周期内均会引起衬砌结构自身强度劣化及受力增加,严重影响隧道二次衬砌结构可靠性.针对石膏围岩膨胀特性和腐蚀性对隧道二次衬砌结构的影响分别建立了二次衬砌结构膨胀破坏模式和腐蚀破坏模式;考虑石膏围岩膨胀性和腐蚀性对隧道衬砌结构的综合影响,建立了石膏围岩隧道二次衬砌结构综合破坏模式;基于结构体功能函数,推导出能够初步考虑围岩膨胀性和腐蚀性的隧道衬砌结构可靠度指标计算公式;并分别建立了三种破坏模式下的时变可靠度分析模型.采用石膏围岩隧道衬砌结构综合破坏模式下的时变可靠度模型对礼让隧道进行了分析,得到其在使用寿命100 a内的可靠度指标变化规律.根据计算结果可以优化石膏围岩隧道衬砌结构的抗腐蚀、抗膨胀和支护结构设计参数,并对石膏围岩隧道使用寿命周期内的合理维护及维修提供依据.研究成果可推广应用于隧道衬砌结构的可靠度研究中.      

某磷矿深部采场回采稳定性分析研究

针对某磷矿深部矿体回采过程中采空场围岩稳定性状况，采用椭圆形巷道围岩的弹性力学理论对采场结构参数进行分析计算，同时采用FLAC3D有限差分软件对该采场结构参数下采场两步骤开挖充填过程中围岩应力、位移及塑性区变化状况进行了分析，研究结果表明，当采场回采宽度为10 m时，采场回采长度宜为45.4～48.9 m。