冲击荷载下白云岩块度分布及分形特征

岩石破碎块度与爆破作业成本密切相关，研究岩石块度分布和分形特征对于深入了解岩石破坏特性和指导爆破施工具有重要意义。以四川攀枝花某露天采石场现场所取白云岩试样为研究对象，利用分离式霍普金森压杆(SHPB)系统对5种冲击气压(0.5、0.6、0.7、0.8、0.9 MPa)作用下的试样进行冲击压缩试验，分析了试样的应力-应变曲线和破坏规律，通过筛分得出试样的块度分布特征，基于分形维数定量描述了试样的破碎程度，结果表明：试样的应力-应变曲线经历了4个阶段，分别为裂隙闭合阶段、弹性阶段、塑性变形阶段和峰后软化阶段；随着应变率的增加，试样的破坏范围由边缘逐渐向中心扩展，破碎块度由大块过渡为小块及粉末；试样的平均粒径与应变率密切相关，试样破碎后的平均粒径随着应变率的增加而减小；分形维数与应变率呈线性关系，随着应变率的增加，大粒径碎块质量分数逐渐降低，中粒径和小粒径碎块质量分数逐渐升高。     

爆破动荷载作用下露天矿岩质边坡稳定性及支护研究

露天矿边坡的稳定性对于矿山安全生产具有重要意义,在爆破作用的长期影响下,岩体会造成损伤积累,降低边坡的稳定性。因此,以攀西地区某露天矿为研究对象,通过现场监测所得的爆破振动速度,基于FLAC3D数值分析软件,研究爆破动荷载作用下岩体的变形特征及动力响应特征,确定危险区域的同时设计锚索进行支护分析爆破动荷载作用下锚杆的轴力特征及多次爆破作用下预应力损失规律。研究结果：边坡在爆破动荷载作用下坡底产生局部剪切破坏且沿上部逐渐发展,在多次爆破作用下预应力持续降低,最大预应力损失比为18.05%,且预应力损失趋势逐渐降低,因此进行支护设计时建议初始预应力值应为设计值的1.2倍,研究结果对于指导露天矿施工具有一定的借鉴意义。     

含软弱夹层巷道围岩失稳机理及控制技术研究

为解决滇西某铅锌矿在转向深部开采过程中面临的巷道变形失稳加剧与支护结构破坏严重等问题,通过岩石矿物成分分析、地应力测试和松动圈测试分析围岩失稳机理,建立数值模型分析开挖后和现有支护下围岩变形情况。发现研究段属于高应力作用下的急倾斜薄层状破碎岩体,巷道薄弱部位为软弱夹层区域,根据围岩松动圈理论,提出了锚喷+薄弱部位补强+全断面钢拱架主被动联合支护的优化方案,有效控制了围岩变形破坏。研究结果为类似大埋深、高应力、含软弱夹层巷道围岩的稳定性控制提供了借鉴。     

长壁工作面条件下超高水充填技术研究——以四川某磷矿为例

为了解决缓倾斜、薄至中厚磷矿体开采技术难题，将在煤矿中应用相对成熟的超高水充填开采技术运用到磷矿开采中，并对此进行了可行性论证。以四川某磷矿为研究对象，利用室内单轴、直剪试验测定超高水材料充填体在不同水灰比(5∶1、6∶1、7∶1)及各龄期下的物理力学参数，运用FLAC^3D有限元数值模拟软件建立采场模型，模拟分析了不同水灰比下超高水材料充填体的覆岩承载效果，研究结果表明：超高水材料充填体在养护7 d时可达到最终强度的80%;在养护28 d内，各配比下的充填体强度呈对数曲线上升，直至达到最终强度；当预留矿柱间距为4 m时，3种配比充填方案均能有效提高采场稳定性。     

基于尖点突变理论的巷道开挖围岩稳定性及支护研究

针对矿山在巷道掘进过程中极易发生失稳破坏问题,以川南某矿巷道为工程背景,通过FLAC3D软件分析开挖过程中围岩稳定性变化规律,监测关键点位移变化情况,将监测位移与尖点突变理论结合,建立巷道围岩稳定性判定的数学模型.结果表明:随着开挖顶板、底板和两帮会逐渐发生失稳变形,在开挖到第7步时发生突变围岩破坏,结合同一层位回风巷...     

动载下尾砂胶结充填体的损伤规律与本构关系研究

为研究胶结充填体在冲击载荷下峰后破坏特征及损伤演化规律，通过对灰砂比为1∶4,1∶6,1∶8和1∶10的充填体试件进行单轴冲击试验，探索充填体在冲击荷载下的力学特性。基于weibull分布统计损伤理论，引入裂纹闭合系数(h),构建了Weibull分布的裂纹闭合效应的充填体损伤本构模型，结合试验曲线分析充填体的损伤演化规律，并分别探讨了Weibull参数的物理意义。研究表明：不同灰砂比的损伤发展趋势均呈倾斜拉伸的“S”型，在峰后阶段，同等应变条件下，高配比试样损伤变量值大于低配比试样损伤变量值，表明在一定承载范围内，低配比的充填体反而能更好地发挥峰后承载能力。当h=0.98时，由损伤本构模型得到的理论预测曲线与试验曲线具有较高的吻合度；且损伤演化方程也能很好地反映充填体损伤破裂的全过程。