多放矿口条件下崩落矿岩流动特性

基于离散元理论和PFC^3D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.     

不同端壁倾角条件下放出体形态研究及最优崩矿步距的确定

为分析端部放矿中放出体形态,获得大结构参数下最优的崩矿步距,基于颗粒元理论和PFC3D程序,构建具有矿石散体细观力学性质的放矿模型.通过已有研究结论与模拟结果的对比分析,验证了基于PFC程序的放矿模型的可靠性.在此基础上,开展18 m×20 m结构参数下不同端壁倾角崩矿步距研究.研究结果表明,不同倾角端壁条件下放出体形态不完整,并不是一个规则的椭球体.当放矿量相同时,放出体高度随端壁倾角的减小而增大,放出体整体形态也随之越来越＂瘦长＂.在无限边界和不同倾角端壁条件下,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.建议在18 m×20m结构参数下采用85°-90°的端壁倾角,4.8 m的崩矿步距.     

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。     

基于不均匀块度分布的崩落矿岩流动特性

为揭示不均匀块度分布条件下的崩落矿岩运移演化机理,开展矿岩散体流动特性物理与数值试验研究。从放出体形态变化规律和矿岩散体空隙率、平均配位数及其概率分布等方面对不同块度级配和堆积体系下的崩落矿岩流动特性进行了量化研究。结果表明：在所研究的不同散体块度级配取值范围内,散体平均粒径越大,则放出体最大宽度越大;矿岩散体堆积体系的空隙率随高度的增大而增大,颗粒平均配位数均随高度的增大而减小。颗粒平均配位数的概率分布符合高斯分布,峰值范围内的颗粒平均配位数约为7～11;随着散体堆积状态由自然堆积向密实堆积转变,散体堆积体系结构的各向异性程度变大,放矿所得放出体形态由倒置水滴形转变为正置水滴形,放出体最大宽度变小。研究结果可为建立基于矿岩颗粒体系结构特征的统一放出体形态表征模型提供有力支撑。     

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。     

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。     

复合锚杆桩在基础加固中的应用

根据某桥墩基础承载力下降的具体情况,采用单孔复合锚杆桩技术,对桥墩基础进行了加固,并对单孔复合锚杆桩的加固机理进行了初步研究.利用数值模拟方法,对加固后桥墩基础的承载能力以及加固结构的承载性能进行了比较系统地分析.结果表明:利用单孔复合锚杆桩技术加固后的桥墩基础,其承载力有较大幅度地提高,在600kN/m的桥墩载荷作用下,加固结构和周围的岩体在垂直方向上的位移变形值不足2mm,而且基本上保持着同步变形同步稳定的理想状态,达到了设计目的.     

坡角对坡间挡土墙稳定性影响的数值模拟分析

以205国道某坡间挡土墙为例,运用数值模拟方法,对车辆荷载作用下坡角对挡土墙稳定性的影响进行了分析.结果表明,坡角对挡土墙变形破坏具有非常敏感的影响.随着坡角的增加,挡土墙水平变形量增加,塑性区范围扩大,而且坡面滑移造成墙体附加变形.因此,坡间挡土墙的建造应充分考虑边坡坡角的影响,对路基、墙体和坡体实施有针对性的整体加固方案.     

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。     

露天矿边坡裂隙智能识别与信息解算

节理裂隙是影响露天矿边坡稳定性的重要因素之一,随着图像处理技术以及机器视觉技术的发展,采用智能算法进行识别已成为热点.为快速获取节理裂隙几何信息,通过ResNet系列算法对U-net的骨架构网络进行改进,提出了一种露天矿边坡裂隙识别及几何参数解译方法.利用无人机综合考虑视角、距离、重叠率以及飞行速度等因素对露天矿边坡裂隙航拍获取高清图像,使用全局阈值分割技术进行预处理,并运用随机旋转、随机亮度及对比度调整等方式进行数据增广形成裂隙图像数据集;采用残差网络(ResNet)对U-Net网络的骨架构网络进行改进,提出基于改进U-net网络的边坡裂隙识别模型,基于像素二分类问题采用准确率(Accuracy)、交并比(IoU)和F1分数(F1 Score)作为评价指标,结合裂隙图像数据集对提出模型进行训练和评估,输出裂隙二值图,并与传统裂隙识别方法识别结果进行对比;对裂隙二值图进行裂隙几何参数信息解算,获得裂隙长度、宽度统计分布规律和参数.结果表明：ResNet模型对U-net模型改进可以提高模型的评价指标,随着网络层数加深,评价指标有先增高,后趋于稳定的趋势,在网络层次达到101时评价指标达到...