逐级加卸载扰动下脆性岩石加卸载响应比试验研究

以某金属矿山隔离矿柱回采为工程背景,取该矿典型矿岩进行单轴和三轴逐级加卸载扰动试验,研究逐级加卸载扰动模式下,利用加卸载响应比预测岩石变形破坏方法。研制了可实现声发射便捷定位的加载转换装置,解决了三轴腔表面定位存在的干扰和信号削弱等问题。试验结果表明:以轴向应变、声发射能量作为响应参数,可反映岩石变形破坏过程;单次效应和扰动平均效应2种计算方法下加卸载响应比(LURR)均存在随荷载增加而增大的趋势,但后者不如前者明显。     

不同应力路径下脆性岩石的加卸载响应比研究

加卸载响应比（LURR）理论是研究非线性力学系统稳定性的一种代表性方法。通过3种应力路径研究了冬瓜山典型脆性岩石包括砂岩、大理岩和蛇纹岩的LURR特征。以轴向应力为系统输入参数,单轴压缩轴向加卸载条件下,随着荷载增加,轴向应变的LURR值开始保持稳定,接近峰值时出现突增-回落现象,环向应变的LURR值在荷载中期出现反常突增情况。三轴压缩条件下保持围压恒定,轴向加卸载的轴向应变和环向应变的LURR值存在与单轴压缩类似的特征。研究了轴压不变围压加卸载的简单加卸载定义,轴向应变和环向应变的LURR值在逐级加卸载围压过程中保持稳定,然后在接近破坏时呈现较大幅度的增长。最后分析了不同应力路径下岩石的破坏特征。     

大型深埋硬岩矿山回采优化的数值模拟研究

随着地下资源大规模开发,大型深埋硬岩矿山回采稳定性逐渐得到重视。结合某矿山可行性研究,通过前期基础性地质勘查,取得了矿区原岩应力和岩石的物理力学性质,在此基础上利用FLAC软件进行空区（群）稳定数值模拟。选择最大拉应力、最大压应力、塑性区面积、拉破坏区面积和关键点位移作为判别指标,考虑地下空区开挖过程,通过正交试验设计,分析了考虑不同稳定评价指标情况下采场结构参数对于采场稳定性影响,得出了最优的采场结构参数,通过综合分析得出了供设计参考的采场结构参数。     

基于地应力场加卸载的地下洞室稳定数值模拟研究

将地下洞室稳定问题看作一非线性系统,研究了加卸载响应比(LURR)理论在洞室稳定分析中的应用前景及其实现途径,提出了基于地应力加卸载的实现方法。利用RFPA2D Basic软件,结合模型试验建立了平面应变数值模型,研究了加卸载实现方法,以拱顶沉降、水平收敛和声发射作为LURR参数,分析了逐级加卸载下变化特征。研究表明,拱顶沉降和收敛在荷载不太大的情况下,围岩处于稳定状态,LURR基本在1左右变化,当洞室围岩接近破坏时,拱顶沉降和水平收敛的LURR值出现震荡,不同位置处的水平收敛LURR呈现不同幅度的震荡。声发射随着荷载的增大而增加,加载声发射事件数和能量一般大于卸载情况,但未出现明显的加卸载响应。相关参数的LURR特征可用于预测洞室渐进失稳。     

隧道围岩关键块体爆破安全振速研究

针对隧道掘进爆破条件下爆源附近围岩关键块体的稳定性问题,建立了关键块体受力状态的力学模型,根据刚体平衡原理建立了爆破振动速度与块体各物理量间的联系,得到了隧道围岩关键块体安全振速的计算表达式。分析表明,关键块体侧向平均正应力与埋深成正比,岩体静侧压系数对块体侧向平均正应力有显著的影响,隧道半径与块体高度的比值对块体侧向平均正应力影响不显著。同时结合实际工程案例,分析了岩体静侧压系数、累积损伤、拱顶与最大切应力区对关键块体安全振速的影响规律,为爆源附近隧道围岩安全振动速度的确定提供理论参考依据。     

散体岩土颗粒强度特性及相关影响因素研究

采用改进的直剪试验,研究土体中不同含石量与含水量对散体岩土颗粒材料抗剪强度的影响.研究结果表明,抗剪强度指标随含水量增大而减小,随含石量增大而增大.     

基于Kaiser效应的地应力测试研究

通过分析Kaiser效应测量地应力时参数的选取,研究Kaiser点测试时表现的模式,得出了重复加载条件下Kaiser点的确定方法,分析了Kaiser点的误差。所得结果与其他方法得出的结果有较好的一致性,从而验证了Kaiser效应测试地应力的可靠性。