大断面六角形进路围岩应力解析与数值验证

为研究龙首矿大断面六角形进路采场围岩的应力分布特征,通过保角变换方法将六角形进路围岩映射到像平面单位圆外域,采用改进的复变函数理论对进路围岩应力进行解析,并与数值结果进行对比。研究结果表明,提出的多面体收缩逼近算法能够准确求解复杂形状孔洞的映射函数,大断面六角形进路映射函数项数取6时具有较高的精度。当侧压系数λ<0.39时,顶底板出现拉应力集中,两侧壁产生压应力集中。随着λ的增大,顶底板拉应力逐渐减小并变为压应力,两侧壁应力情况则相反。进路围岩中切向应力随着距进路边界距离的增大逐渐减小,随着侧压系数的增大而增大;当距进路边界的距离渐增时,进路顶底板中的径向应力值逐渐接近施加的竖向应力,进路两帮中的径向应力值逐渐接近施加的水平应力。另外,进路周边22个监测点应力的数值模拟结果充分证实了解析解的可靠性,大断面六角形进路同比小断面进路在深部开采中具有较高的稳定性。研究结果可为采场结构参数优化及进路支护设计提供参考。     

含不连续面巷道的动力破坏过程数值分析

利用新近开发的动态版岩石破裂过程分析系统RFPA2D模拟了动力扰动下含不连续面巷道的破坏过程,从细观角度分析了不同宽度不连续面的岩石巷道在动力扰动下破坏的规律,并和未含不连续面巷道结构的相应情况进行比较,探讨了含不连续面巷道结构在动载荷作用下的力学特性,结果表明不连续面对应力波衰减作用明显,对巷道的稳定与破坏影响较大.     

3DEC modeling on effect of joints and interlayer on wave propagation

1 Introduction Natural rock mass is not homogeneous, and it is full of various weak planes with different structures and different geological mechanisms, such as fractures, joints, and cracks. These structural weak planes seriously hinder and affect the …     

Catastrophe model and its experimental verification of static loading rock system under impact load

According to the catastrophe model for impact buckling of static loading structures, a new catastrophe model for impact loading failure of a static loading rock system was established, and one dimension （1D） catastrophe model was analyzed. The analysis results indicate that the furcation collection where catastrophe may take place is not only decided by mechanical system itself but also relates to exterior loading, which is different from the results obtained under mono-static loading where the bifurcation collection is only determined by mechanics of the system itself and has nothing to do with exterior loading. In addition, the corresponding 1D coupled static-dynamic loading experiment is designed to verify the analysis results of catastrophe model. The test is done with Instron 1342 electroservo controlled testing system, in which medium strain rate is caused by monotony rising dynamic load. The parameters are obtained combining theoretical model with experiment. The experimental and theoretical curves of critical dynamic load vs static load are rather coincided, thus the new model is proved to be correct.     

二维动静组合加载下岩石破坏的试验研究

为模拟地下深部开采中二维应力状态下矿岩采掘及某些矿柱的稳定性问题，将特制的一维水平静压装置和Instron电液伺服材料试验机组合进行二维动静组合加载下红砂岩破坏的试验，研究当动载固定不变时红砂岩在不同水平静载和不同竖向静载下破坏的基本规律和特征，为深部采矿和矿柱等的稳定性分析提供理论与试验依据。     

开采扰动对戈塘金矿围岩稳定性影响的数值分析

以贵州戈塘金矿上免浪矿段13#矿体为研究对象,根据矿体的矿体赋存状况,利用RFPA2D–Dynamic程序对其开采过程进行数值模拟研究,分析了围岩的应力分布、变形破坏特征。研究结果表明,随着工作面的推进,开采扰动打破了围岩中原有的应力平衡,引起应力重新分布。开采后,采空区上方出现一个倒置漏斗状的破碎区域,该破碎区域会释放一部分压力。同时,采空区为顶板的移动提供了空间,诱发围岩的失稳。围岩的破坏特征在开采的初期主要表现为剪切破坏,而后为拉破坏,二者的交替进行最终导致围岩的破坏乃至垮落。     

顶板岩性组合结构对逆断层活化特征研究

为了减少断层活化对煤炭安全生产带来的威胁,本文以河南某矿11011工作面过断层为工程背景,通过FLAC~(3D)三维数值模拟软件和微震监测等方法,研究了在不同顶板岩性组合结构下,工作面向逆断层推进时,煤层顶板的运动特征、断层带应力演化规律以及工作面过断层期间微震事件特征。研究表明,断层受到的开采扰动随工作面推进而逐渐增加,活化程度也越剧烈,在距断层10～20m时,断层活化危险性最大;受工作面回采的影响,顶板不同岩性组合结构下,断层发生活化难易程度为:软硬硬软软软硬硬硬软软硬硬硬软软;在工作面回采过程中,断层带B监测点的相对下沉量大于监测点A,说明断层上方高位处先发生活化失稳;随着工作面不断接近断层,断层受开采扰动的影响也越大,断层附近区域岩体微裂隙越多,断层附近区域微震事件越多,断层活化越剧烈。研究成果为断层发育区煤炭资源安全开采提供理论依据与技术参考。     

基于3DMine的戈塘金矿矿体形态分析

在矿山已有勘探资料的基础上,利用3DMine矿业工程软件对戈塘金矿二龙口矿段上免浪块段13~25号勘探线之间的13、30、34号矿体进行三维地质建模,建立了钻孔数据库、地表三维实体模型及金矿体三维实体模型,并对矿体形态进行了分析。为矿山选择合理的开采方法、优化生产方案、高效管理及决策提供了依据。     

中应变率下动静组合加载岩石的本构模型

阐述动静组合加载岩石的本构模型研究意义，并对国内外关于岩石动态本构模犁的研究方法进行分类。采用组合模型研究方法，将统计损伤模型和黏弹性模型相结合，分别建立中应变率下二维和三维受静载荷作用岩行在动载荷作用下的本构模型（动静组合加载本构模型）。对一维动静组合加载本构模掣用不同静应力的相关试验进行验证，其结果表明，利用该模型计算得到的本构曲线与试验结果具有较好的一致性。对于三维动静组合加载本构模型，采用动力三轴试验机加围压时对应的岩石动载本构关系进行验证。     

非线性法向变形节理对弹性纵波传播的影响

从波的弹性位移出发，推导线性位移不连续模型，然后引入等效位移假设，建立节理非线性位移不连续模型。依据所建立的非线性模型，获得垂直入射纵波在非线性法向变形节理处传播的透射和反射系数的解析解。利用该解析解，研究节理初始刚度、节理闭合量与允许闭合量的比率以及入射波频率对节理透反射系数的影响，并与已有的数值计算结果进行比较，两者吻合很好。