基于流固耦合的高陡边坡开挖稳定性研究

随着露天矿山开采深度的不断增加,边坡高度不断增高,采区内地应力场及边坡内孔隙水压力场因开采扰动而表征复杂,且它们对边坡稳定的影响起着不容忽视的重要作用,因此,准确地模拟分析真实边坡的稳定情况是一个亟待解决且复杂的问题。本文基于现场地应力及边坡内部水文情况的监测,结合实际工程地质结构,在数值模拟软件FLAC3D中建立三维有限元模型,带入物理力学参数,地应力场及水头高度等边界条件进行三维流固耦合分析。通过结合孔隙水压力,对比分析位移及塑性破坏云图可知边坡整体位移以沉降形式为主,位移值较小,且破坏主要发生在边坡的表层,边坡整体稳定性较好,但在坡脚、坡面、坡顶等处可能出现局部岩石崩落现象。     

热损伤岩石物理力学特性演化机制研究进展

为深入了解温度作用下岩石热损伤演化机制,对超深钻探、深地实验室、核废料处置库、地热资源开发等地下岩体工程的安全性和稳定性做出合理性评价,本文通过分析整理国内外文献,系统综述了温度作用下岩体变形破坏方面的研究进展与成果。简述了高温作用下岩石的物理力学特性,侧重总结了岩石物理力学参量随温度变化的演化规律。重点分析了深部岩石材料在高温条件下岩体结构及相关物理场探测技术的最新研究成果,梳理了声发射(AE)、超声波(UT)、X射线分析（XRD）、偏光显微镜(PM)、扫描电子显微镜(SEM)、核成像技术（NMR）以及CT扫描技术等先进的辅助试验设备在热破裂分析中的应用。归纳总结了国内外学者采用的热力耦合模型和数值分析方法及适用条件,简略阐述了温度作用下岩石力学参量变异性特征。最后,指出了当前岩石热损伤研究中存在的一些局限性,并从深部地下工程建设方面展望了未来的发展方向,即多尺度、多场?相探究岩石热损伤机理,宏?细?微观角度系统分析岩石热损伤演化规律。      

煤矿断层错动型冲击地压研究现状与发展趋势

为深入认识断层错动型冲击地压复杂的致灾机制、降低采矿过程中冲击事故的发生率,通过梳理国内外文献,系统总结和分析了国内外在断层错动型冲击地压方面的研究进展及成果.介绍了国内外一些矿山发生断层错动型冲击地压的严峻形势,并汇总了国内部分煤矿该类型冲击地压实例;从断层活化机制及其判别准则、断层错动型冲击地压理论、发生条件及其孕育过程等4个方面着重分析了断层错动型冲击地压的致灾机制;总结了断层错动型冲击地压的监测预警方法,并介绍了一些具有代表性的可用于断层错动型冲击地压预测预报的监测预警技术及其工程应用情况,包括断层错动型冲击地压监测预警与防治体系、BMS-II型微地震监测系统、多参量实时联合监测预警系统和深部钻孔应变观测技术;论述了断层错动型冲击地压防控技术,包括区域性防御措施和局部解危措施等;在分析以上问题的同时,又提出了一些新的理论观点、见解和建议.最后,指出了当前断层错动型冲击地压研究存在的一些不足,并对该类型冲击地压未来研究的发展趋势进行了多方面展望.     

硬岩脆性指标与弹性应变能关系初探

为探讨硬岩脆性指标与弹性应变能之间的关系,采用侧向应变差法确定起裂应力,以岩石起裂应力和峰值强度为桥梁,基于断裂力学理论和能量理论解释了脆性指标与弹性应变能内在的联系,并从两种岩石单轴压缩试验中构建了脆性指标与弹性应变能之间的函数关系.结果表明:脆性指标B_(13)、B_(14)与起裂弹性应变能(单变量)符合幂函数关系,脆性指标B_(15)、B_(16)与起裂弹性应变能(单变量)符合幂函数或线性函数关系,脆性指标B_(13)、B_(14)、B_(15)和B_(16)与峰值弹性应变能(单变量)之间无明显函数关系;新定义的脆性指标可由起裂和峰值弹性应变能(双变量)获得,或由起裂弹性应变能(单变量)获得,脆性指标与峰值弹性应变能关系式的构建,对于研究岩爆倾向性具有重要意义;根据新定义的脆性指标,利用两种岩石算例验证表明,采用起裂弹性应变能的岩石脆性指标计算方法具有一定的可靠性.通过这一研究,为岩石脆性指标与起裂弹性应变能关系的确定提供了一种新方法.     

谈建筑工程项目人力资源优化配置

本文分析了建筑工程项目人力资源存在的问题和原因,并提出了解决的方法和对策。     

渗流作用下深埋岩石巷道不同强度准则对比分析

强度准则的选取是否得当,会直接影响到巷道围岩的稳定性评价与控制。为了研究强度准则效应对渗流环境下深埋圆形巷道围岩稳定性的影响规律,首先对Mohr-Coulomb(MC)准则、Drucker-Prager(DP)准则、统一强度理论(UST)和Mogi-Coulomb(MO)准则等4种岩石材料常用的强度准则进行了归纳总结,得到了平面应变条件下统一形式的屈服方程;然后针对受孔隙水压力作用的深埋圆形巷道建立理想弹塑性模型,综合考虑渗流体积力、中间主应力效应、围岩的剪胀特性以及不同的塑性区弹性应变处理方式,基于弹塑性理论推导了渗流作用下的围岩应力场、位移场和塑性区半径的统一解析解,并通过具体算例对新解的多方面影响因素进行了对比分析。研究结果表明:本文所提出的新解不仅形式简洁,而且可以灵活匹配多种常用的岩石强度准则;不考虑中间主应力效应的MC准则和DP系列准则的计算结果相对保守;考虑中间主应力效应时,可优先选用外接圆DP准则和权系数为0.5的统一强度理论,谨慎选用权系数为1的统一强度理论;中间主应力对围岩强度具有区间效应,不考虑中间主应力效应的强度准则普遍偏于保守;岩土材料的剪胀特性不仅与围岩剪胀角有关,而且还与建立的塑性势函数有关;剪胀不会改变围岩的塑性区半径,但会影响塑性区的位移分布,若不考虑剪胀将会低估围岩的实际变形;不建议将塑性区的弹性应变视为常数,应当考虑塑性区应力重分布的影响,采用广义胡克定律进行分析。     

山东地区现今地应力场特征与应力积累水平分析

 山东地区地质构造环境十分复杂,历史上曾多次发生中强地震及强震。为深入了解该地区现今构造应力场特征及区域地壳应力积累水平,基于优化处理后的181组地应力实测数据,采用回归分析法全面分析了该地区地应力量值随深度的分布特征,并依据地壳应力积累理论,探讨了区域应力积累水平和地壳稳定性。结果表明,该地区地应力状态主要以?H＞?h＞?v型和?H＞?v＞?h型为主,应力状态类型与深度有一定关系;3个主应力?H,?h和?v均随深度呈近似线性增加的关系,应力变化梯度值分别为0.024 2,0.018 0,0.025 8;3个侧压系数KH,Kh和Kav随深度呈近似双曲线分布,随着深度的增加分别向1.46,0.89,1.17趋近;水平差应力相对大小μd更接近于线性分布,随着深度的增加趋向于0.24;最大水平主应力优势方向整体表现为NWW-SEE向,但NEE-SWW向也占有较大比例,优势方位统计结果与世界应力图2016及板块间作用相吻合;沂沭断裂带西侧区域最大水平主应力优势方向整体呈NEE-SWW向,而其东侧区域整体呈NWW-SEE向。?m能较好地反映地壳应力积累能力,?m值主要集中在0.3～0.5,0.2～0.3范围内,该地区的应力积累水平整体上处于中低程度,地壳浅层处于相对稳定状态。逆断型应力状态的?m值主要集中在0.2～0.3范围内,应力积累水平以较低程度为主;走滑型应力状态的?m值主要集中在0.3～0.5范围内,应力积累水平以中等程度为主。     

弓长岭井下矿地应力现场实测及应用

为掌握弓长岭井下矿的地应力赋存状态,采用实现完全温度补偿并考虑岩体非线性的地应力测量技术,对弓长岭井下矿3个水平3个测点进行了地应力现场实测,利用Lab VIEW编制的地应力计算程序对测量结果进行分析。3个测点的地应力赋存状态:(1)每个测点均有2个主应力接近水平方向,另1个主应力接近垂直方向;(2)3个测点的最大主应力均为最大水平主应力,垂直主应力为最小主应力,说明矿区地应力场以水平构造应力为主导;(3)3个测点最大水平主应力的走向总体上为南东东—北西西方向;(4)最大水平主应力、最小水平主应力和垂直主应力均随深度呈增长关系。地应力测量结果在弓长岭井下矿的应用主要有3个方面:(1)巷道走向应根据矿山的工程地质条件和采矿生产作业的要求,尽可能与最大主应力方向一致(113.96°);(2)提供数值分析必需的力学边界条件;(3)为弓长岭井下矿预测岩爆发生的地点和级别提供了可能。     

多重赋权模糊综合评价在采场结构参数优化中的应用

房柱交替式上向分层充填法是三山岛金矿深部采用的主要采矿方法,国内采用该方法的矿山所选取的结构参数大小不一,因此依靠工程经验类比难以得出适合矿山的采场参数。针对这个问题,结合三山岛金矿深部高应力、高岩爆倾向性的特点,通过数值模拟得到不同结构参数条件下采场一步采与二步采过程中盘区顶板沉降和采场内的位移,综合考虑相对生产能力、综合效率、设备匹配度、施工难度等因素,建立了采场参数的模糊综合评价模型。通过合理确定评价指标的隶属度函数,以及运用变异系数法、模糊判据法和熵值法的多重赋权优化确定各评价指标的权重,对列出的5种方案进行综合评价,确定了符合矿山实际条件的最优采场参数,从而保证了矿山的安全生产和经济效益。     

振动频率对台阶地形岩体内振动波地形效应影响的研究

台阶地形振动放大与衰减效应是岩质高边坡爆破地震波传播规律研究的重要内容。通过台阶地形振动数值模拟,基于振动频率探究台阶地形岩体质点振动速度在传播过程中地形效应的产生及变化规律,结果表明,振动速度的高程效应并不随台阶高度的增加而单调增加,与输入振动波频率密切相关,竖直方向质点峰值振动速度随高程变化率先出现振动放大现象,放大系数到达最大值后随高程增加而逐渐降低;水平方向质点峰值振动速度随高程、频率的变化呈周期性的衰减特征。根据模拟计算结果,提出了台阶地形岩体内质点峰值振动速度的衰减模型,为边坡设计支护工程提供了参考依据。