基于多指标综合评价的采场结构参数及回采顺序优选

基于山东金鼎铁矿现有分段凿岩阶段矿房采矿方法和采场结构参数,设计包含3种回采顺序和3种采场跨度共9组正交试验方案,利用FLAC~(3D)数值模拟软件对9组试验方案进行数值模拟研究,获得采场应力、位移大小以及塑性区分布等计算结果。在此基础上,建立基于满意度的多指标综合评价模型,选取侧壁最大主应力、顶板最大主应力、侧壁最大水平位移、顶板最大竖直位移及塑性区体积共5个指标进行多指标综合评价及敏感性分析。研究结果表明:金鼎铁矿-470m水平采用"中央推向两侧"的回采顺序时满意度最大,在总体满意度达标的前提下,考虑采充次序过程中的满意度,进而确定最优采场跨度为18m。     

露天矿深部开采边坡稳定性分析与治理方案研究

某露天铁矿目前已进入深部开采阶段，边帮岩体多处出现张裂、滑塌，使下方台阶不能按设计靠界并段，严重影响了矿山的生产能力。根据现场地质状况分析、试验研究和理论计算，对该矿深部开采对边坡稳定性的要求进行研究，同时有针对性地提出边坡综合治理方案，并对加固后高陡边坡进行稳定性分析。     

加筋土挡土墙加固预应力锚杆参数数值模拟与优化

以G104国道预应力锚杆加固加筋土挡土墙为例,运用国际流行的数值模拟计算软件FLAC模拟预应力锚杆的加固 作用机理,分析各参数对锚固作用的影响。随着锚杆长度的增大,锚杆的极限承载力相应增大,同时屈服位移量也相应降低。锚 杆间距越小,首拉锚杆轴力降低越多。锚杆簇拉拔顺序对首拉锚杆的锚固力损失有明显的影响。     

失稳高陡路堑边坡桩锚加固方案分析

根据洛三（洛阳至三门峡）高速公路K97＋900-K98＋500路段高陡路堑边坡失稳的具体情况，针对边坡滑塌特点，提出以微型抗滑桩代替传统抗滑桩、滑面及滑体压力注浆改性的主动加固方式，以增强滑塌岩土体的自稳能力，据此设计了预应力锚杆、微型抗滑桩、挡土墙、挂网喷射混凝土及中高压注浆的综合处治方案。在分析各种加固结构不同属性的基础上，采用快速拉格朗日有限差分数值模拟方法，对加固后的滑塌路堑边坡整体稳定性以及加固结构的承载性能进行了模拟对比分析。计算结果及工程应用均表明，多种加固结构组成有机整体，失稳滑体得到有效控制且边坡稳定性得到有效提高。     

卸围压条件下花岗岩强度特性及三维裂隙演化规律

为研究卸围压条件下花岗岩强度特性和三维裂隙演化规律,对花岗岩开展了常规三轴压缩、卸围压-加轴压和分级卸围压-加轴压循环加卸载3种不同应力路径力学试验,获得对应的轴、径向应力-应变曲线;采用CT扫描三维重构技术获得岩石卸围压过程中和破坏后内部裂隙分布三维图像.结果表明:相对于常规三轴压缩试验,试件在卸荷条件下脆性破坏特征更加显著,分级卸围压-加轴压循环加卸载会增大花岗岩的峰后延性,降低破坏轴压和破坏剧烈程度;两种卸围压方案都会使花岗岩的承载能力降低30%左右;卸荷作用下花岗岩宏观破裂为拉剪组合状,拉剪过渡不明显,表观裂隙是内部裂隙向外扩展的结果;花岗岩在卸荷作用下峰前产生的裂隙量较少,大量裂隙在峰后产生,破裂具有突发性和瞬时性,围压较低时宏观裂隙首先在试件边缘产生,围压较高时宏观裂隙首先在试件中部产生.     

动态灰色预测模型在崩落法矿山地表沉降预测中的应用

针对灰色预测模型GM(1,1)更适用于短期预测的问题,以其为基础采用等维新息和等维灰数递补两种动态灰色预测方法对矿山地表的沉降量进行了中长期预测研究。探讨了等维新息模型和等维灰数递补模型预测的实现机理,对不同模型的预测结果和精度进行了比较研究。研究发现等维新息模型可以利用新息调整灰色模型,等维灰数递补模型可以利用灰度约束灰平面的大小,两者相结合能够提高模型的预测精度。工程实践表明:将等维新息模型和等维灰数递补模型结合运用,适用于中长期的沉降预测,能够获得更为合理和精确的预测结果。     

基于ANSYS的地下连续墙结构受力分析

依托腾龙铁矿砾卵石层止水工程,结合平面杆系有限元-弹性支点法,采用ANSYS软件对防止涌水、渗水的地下连续墙进行了结构受力分析,包括墙体抗弯强度、抗剪强度,并比较了连续墙正常使用时和爆破震动使用时的受力情况,从理论上验证了墙体设计的合理性和稳定性。     

基于颗粒流程序的非定常西原体模型

为实现岩石试样蠕变全过程的准确模拟,并从细观角度探究蠕变过程中微裂隙的发生和发展规律,在二维颗粒流程序(PFC2D)中开发出具有黏弹塑性特征的西原体流变接触本构模型,进一步提出包含两种非定常元件的非定常西原体模型,推导了模型本构关系和蠕变方程.在PFC2D中调用自定义西原体流变模型,通过参数调试,获得与真实试样具有相同强度特性的数值试样.以室内单轴压缩蠕变试验数据为基础,在Matlab中对模型非定常参数进行拟合反演分析.在此基础上,进行单轴压缩蠕变试验的模拟,计算过程中分别采用定常和非定常两种模型,并对微裂隙进行监测.对比分析结果表明:定常模型仅适用于衰减和稳定蠕变阶段;非定常模型也可用于描述加速蠕变阶段,从而准确模拟蠕变全过程;加速蠕变阶段主要是由微裂隙的加速发展而产生,加速蠕变将导致试样剪切破坏.     

多放矿口条件下崩落矿岩流动特性

基于离散元理论和PFC3D程序构建放矿模型,探究多放矿口条件下崩落矿岩流动特性,实现多放矿口条件下放出体及矿石残留体形态变化过程的可视化.同时,将模拟结果与已有研究结论进行对比分析,验证基于PFC程序的放矿模型在崩落矿岩流动特性研究中的可靠性.放矿PFC模拟结果表明,多放矿口条件下放出体形态会因各放矿口间的相互影响而产生交错、缺失等程度的不同变异,并不是一个规则的椭球体.在单一放矿口和多放矿口条件下,放出体高度的变化趋势均可概括为两个阶段:在放矿初始阶段,放出体高度呈指数形式快速增加,随放矿量的增加,其增长率逐渐减小;随后,放出体高度将随放矿量的增加而呈线性增长的趋势.矿石损失率随放矿口尺寸及崩落矿石层高度的增大而减小,随放矿口间距的增大而增大.当相邻放矿口间产生相互影响时,平面放矿方式与立面放矿方式相比,其矿石残留量更小,且崩落矿岩接触面呈近似水平状态下降.     

基于DIC的含水尾砂堆积坝振动破坏研究

为探讨含水率对尾砂堆积坝振动破坏的影响,在室内直剪试验的基础上开展堆积坝模型振动台试验,结合数字图像相关技术(Digital Image Correlation Technology,DIC)研究了含水尾砂堆积坝的振动破坏规律、局部变形及损伤演化特征。试验结果表明:尾砂的黏聚力随含水率增大呈现先增大后减小趋势,并得到c-ω拟合公式,而内摩擦角变化较小,在30.03°～33.44°范围内波动;黏聚力对尾砂堆积坝稳定性和起裂时刻具有重要影响;坝体含水率对堆积坝破裂形态及破坏模式影响显著,高含水率16.0%坝体呈"局部单一式"拉伸破坏,低含水率5.6%坝体发生"交错溃散式"张拉—剪切复合型破坏,随着含水率增加,尾砂堆积坝振动破坏模式由拉剪破坏向张拉破坏主导过渡;基于局部应变场统计分析提出损伤因子定量表征坝面损伤,含水5.6%坝面损伤因子呈突发式增长趋势,呈现为脆性破坏,含水13.0%与16.0%堆积坝后期损伤因子增长缓慢,向延性破坏过渡。