基于颗粒流理论的矿山岩质高边坡危岩稳定性分析

基于颗粒流理论,选择平直节理模型和光滑节理模型,建立了某矿山岩质高边坡危岩体的颗粒流模型。岩石力学试验的数值模拟结果显示平直节理模型可以很好的体现灰岩的脆性破坏特征。稳定性分析结果说明危岩体目前稳定性良好,分别表现为剪切滑移和拉裂倾倒破坏模式,其中剪切滑移型危岩的稳定性受层面与后缘陡倾节理的组合关系控制。拉裂倾倒型危岩的稳定性受后缘节理的贯通程度控制。     

矿岩块度预测影响因素的分析研究

以现场岩体特性参数的实测资料及分析成果作为基本输入参数, 采用矿岩块度预测系统, 对模拟范围、节理间距分布形式、节理间距大小、两组节理面之间的夹角、完整岩石及弱面的力学性质等因素对矿岩块度的影响程度进行了模拟研究。结果表明, 当节理面范围长度是模拟区域长度的3倍以上时, 模拟结果不受模拟范围长度的影响, 模拟区域的宽度对模拟结果有影响。根据模拟结果拟合了模拟长方体宽度与节理持续线长度比值与连续相关因子间的关系式。节理间距分布形式对模拟结果有很大的影响。岩体力学性质对崩落矿石块度有一定的影响, 随着岩体中各力学参数的增大, 矿石块度将会增大, 但这些参数的增大对块体形状组成的影响规律性不明显。为了验证块体形状分类的效果, 应用三组接近正交的理想节理组, 对块度进行了模拟, 模拟结果与块体形状分类定义相一致。     

台阶规模边坡等效节理岩体三维网络模型的研究

众所周知,结构面的分布决定着岩体结构,且具有一定的随机性和统计规律。而节理作为一种重要的结构面,可以借助统计学原理,对边坡节理面的产状进行调查并分析,建立出等效节理面三维网络模型,为之后的岩体稳定性分析奠定良好的基础。通过VC++语言编程建立了等效节理岩体三维网络模型的专用程序3D-NET;同时利用OPEN GL三维可视化技术,增加了软件的图形处理功能。该软件在建立节理面三维网络模型之外,还为后续台阶坡面迹线网络的形成,及所有楔形体组合提供可靠的数据库,具有极其广泛的应用价值。     

双质体反共振振动输送机参数优化分析

以设计的反共振振动输送机为研究对象,在建立振动输送机动力学模型的基础上,针对振幅不稳定性问题,分析了两质体的幅频响应问题,基于无量纲处理的振幅表达式,对振动系统的动力学参数进行了分析,讨论了各动力参数对反共振振动输送机工作性能的影响,优化分析了阻尼比发生变化时两质体的振幅响应情况,有效地提高了反共振振动输送机两质体的振幅稳定性。     

节理迹长线测量与面测量的精度对比

在三维节理岩体模型 (其节理长度尺寸的分布是已知的 )的基础上 ,本文利用计算机模拟了节理迹长的线测量与面测量 ,并将二者测量的结果与真实的节理长度分布进行了对比 ,结果表明 ,线测量具有比面测量更高的精度     

露天矿节理岩质边坡稳定性分析

针对弓长岭露天铁矿东帮节理岩体边坡的结构特征,使用3GSM三维岩体不接触测量系统,进行了结构面调查及统计分析,获取了结构面倾向、结构面倾角以及节理迹长、节理间距的详细统计数据。基于Monte-Carlo随机模拟方法,使用结构面网络模拟的软件Frac Sim3D,得到节理岩体的三维网络模型。在建立的三维网络模型基础上,采用钻孔取样方法获取节理岩体的岩体质量指标RQD,结合现场点荷载强度试验,进而获取RMR指标,基于Hoek-Brown经验方法得到节理岩体的抗剪强度参数。通过FISH语言编程实现了对复杂节理岩体的精细建模,采用离散元软件UDEC对边坡进行稳定性分析。结果表明:边坡整体处于稳定状态,局部发生岩体变形,受顺倾结构面控制,边坡顶部岩体沿结构面产生楔体破坏,局部散体区域出现掉块现象。     

层状岩体边坡整体安全系数数值求解方法对比分析

层状岩体的强度既受层面和层间岩石力学性质的协同控制,也受到边坡临空面与层面产状组合关系的制约,这使得层状岩体边坡的稳定性分析问题有别于一般的各向同性岩质边坡。在深度查阅层状边坡整体稳定性数值分析方法文献的基础上,将分析方法归为基于层面接触单元的强度折减法、基于层面薄层单元的强度折减法、基于隐式节理等效连续模型的强度折减法和基于层状岩体点安全系数的面积加权平均法4类。从这4类分析方法的基本原理出发,采用相同的边界条件、计算收敛标准和力学参数,对已有文献中的经典算例进行了比较分析,进而给出这些方法的优缺点和适用范围。结果表明,无论是采用何种力学模型或模拟手段分析层状岩体边坡稳定性,均应通过不同的方式表现层状岩体力学性质的层面依赖性特征,否则给出的边坡潜在破坏模式与实际情况差异较大;基于隐式节理等效连续模型的强度折减法的安全系数计算结果与其他3类方法有较大差异;各类求解方法都能有效给出相似的潜在滑动面,基于层状岩体点安全系数的面积加权平均法求解效率最高,但在非临界状态下,需要借助其他手段确定潜在滑动面。4类安全系数数值求解方法为层状岩体边坡稳定性分析提供了科学依据。     

节理岩体变形数学模型及其在工程上的应用

采用岩块及结构面力学参数对节理岩体的稳定性进行计算与分析,是一个值得探讨的课题。本文根据节理结构特征及节理岩体变形的时效特性,建立了断续节理和连续节理岩体的弹性粘塑性两种数学模型,并提出了节理岩体边坡安全度的计算方法。通过实验模型验算及边坡工程实例计算与分析,证明本文的数学模型与理论分析是正确而可靠的。     

基于3DEC的节理裂隙岩体爆破传播规律的研究

根据结构面的能流关系,研究了地震波穿越结构面的能量消耗。基于遵义某台阶爆破开挖实例,利用了3DEC离散元数值模拟软件计算了不同节理裂隙工况下的爆破应力波传播规律,并分析了爆破过程中最小主应力的变化过程。模拟结果表明:爆破冲击波的传播衰减强度与岩体节理裂隙的发育程度相关,裂隙越密集,应力波衰减越快,裂隙成相交状态时,同一位置处爆破作用力越小,岩体不易破坏。     

结构面影响下的岩质边坡稳定性计算方法探讨

岩质边坡的稳定性主要受岩体内结构面的控制,研究含节理岩质边坡的稳定性分析方法具有重要的理论意义和工程价值。以工程实例为背景,首先,基于现场测试和室内试验,给出了岩石和结构面计算参数的取值过程和方法;其次,基于强度折减理论,运用FISH语言编写了强度折减程序,并把其推广应用到Ubiquitous-Joint模型中;再次,提出了用薄层材料来模拟结构面,进而运用极限平衡计算出结构面作用下边坡安全系数的方法。最后,分别运用有限差分法、离散单元法和极限平衡法计算了含1组优势结构面的岩质边坡的稳定性,计算结果显示3种方法计算的边坡安全系数以及潜在破坏模式具有一致性。研究成果为类似工程边坡的稳定性评价提供了有效的方法。     

节理网络模拟研究及其初步应用

本文针对节理岩体进行了二维与三维节理网络模拟研究。基于随机节理网络系统的连通性分析,得出了复杂连通节理网络系统的岩体等效渗透系数的一般表达式。同时,利用三维节理网络模拟,建立了包含随机非贯穿节理的节理网络系统的岩体本构关系,并分析了影响岩体弹性变形性状的因素。     

新疆库拉水利枢纽F_3断层上盘山体边坡稳定性研究

根据F3断层的空间几何分布形态,在边坡岩体结构面网络模拟的基础上,对节理岩体连通率进行分析计算,以此确定节理岩体的综合抗剪强度参数,运用基于塑性力学上限原理的二维和三维岩质边坡稳定分析法(EMU[5]、EMU-3D方法),分析计算出F3断层上盘边坡岩体的抗滑稳定性.为枢纽布置和大坝设计提供科学依据.     

卧式振动离心机稳定性研究

为了提高卧式振动离心机的稳定性,建立了卧式振动离心机的数学模型,根据实物来简化模型并进行数值分析,研究结果表明:减小系统阻尼比可以降低初级振动质体振幅,增大橡胶弹簧刚度比可以扩大近共振区间,两者均能够提高卧式振动离心机的稳定性。     

岩石节理粗糙度新指标及新的JRC确定方法

为使二维粗糙度指标能够反映岩石节理形貌的方向特征,同时可以克服采样间距取值对粗糙度指标大小的影响。将岩石节理面划分为一系列连续的长方体微凸体,提出一种确定长方体微凸体计算长度的计算模型。通过平均同一剪切方向上长方体微凸体的计算高度提出了一个新的描述形貌面粗糙度的指标c。指标c是由长方体微凸体2种破坏模式结合一种确定长方体计算长度的模型得到,可以将节理几何特征与剪切强度结合起来,进而将节理粗糙度与节理剪切强度结合起来,这就为考虑剪切方向性的岩石节理剪切强度公式的提出提供可能。粗糙度指标c可以将形貌面客观定量表示,同时具有方向性,即剪切方向不同时对应的c不同。以标准JRC曲线为例,基于图像分割技术提取了标准JRC曲线坐标信息,阐述了粗糙度指标c的计算过程。在某一测量间距下获取的粗糙度指标不足之处是比该测量间距较小的粗糙度将被掩盖,而小尺度的粗糙对于抵抗剪切的贡献不应被忽略。通过计算不同采样间距的粗糙度指标c,发现指标c随着采样间距增大而呈幂函数形式减小,显示具有分形特征。基于分形思想,提出可同时反映节理形貌面各向异性并且不受测量尺度影响的粗糙度评价系统。分析了粗糙度描述系统指标与JRC之间的关系,证明该描述系统指标可与节理剪切强度建立良好的关系。     

破碎岩体巷道变形破坏特征的数值模拟研究

为了研究岩体节理裂隙分布规律对巷道围岩稳定性的影响,依据概率与统计理论建立了破碎岩体结构面产状、规模和密度的概率模型,并运用Monte-Carlo随机模拟方法生成了可以描述和表征破碎岩体及其裂隙结构信息的二维结构面网络模型.在此基础上,建立了破碎岩体条件下巷道围岩结构的离散元数值计算模型,分析了块状型和破碎型围岩的应力状态、塑性区分布以及变形特征.研究结果表明:岩体结构面分布的尺度和规模对巷道围岩的应力状态有较大影响,破碎型围岩的承载能力明显低于块状型围岩;破碎岩体变形不再是岩体材料的本质属性,而是破裂块体之间的镶嵌组合的一种结构效应.     

海南铁矿岩质边坡滑动面强度分析

<正> 在岩石边坡稳定性分析中,正确的确定滑动面强度,对于提高工程的可靠性、经济性具有重要意义。滑动面强度是综合强度,它主要由岩体抗剪强度和弱面抗剪强度所组成。因为滑动面包含有无数条节理面、软弱结构面、岩石剪切面。滑动面的性质是由地质条件所决定,起主要作用的是节理面、软弱面。一般滑动面宏观来看可能是全部穿过节理面或者是剪断完整岩体;实际上全部穿过节理面的滑动面也含有剪断完整岩体部     

眼前山露天矿边坡岩体损伤规律研究

综合运用损伤力学、断裂力学、FLAC-3D及三维节理网络模拟等理论与技术,建立了三维节理岩体损伤演化的分析模型和计算程序,使节理岩体损伤断裂分析与岩体边坡开挖数值模拟有机地结合在一起,为研究探讨节理岩体边坡损伤演化规律提供了一种方便实用的方法.通过对鞍钢眼前山露天铁矿南帮边坡的模拟分析,定量揭示了露天矿边坡节理岩体伴随采矿开挖的损伤劣化的演化规律,为评价露天矿边坡稳定性与可靠性的动态变化规律奠定了基础.     

爆破载荷作用下高陡节理岩质边坡动态响应的3DEC模拟

运用三维离散元程序3DEC, 对某露天矿高陡节理岩质边坡在自然状态下的静态响应和爆破载荷作用下的动态响应进行了模拟, 分析了爆破载荷作用下边坡质点的振动速度以及位移和应力特征, 并将计算结果与现场监测结果进行了比较。结果表明, 两者吻合较好, 用3DEC模拟爆破载荷作用下节理岩体边坡的动态响应是适合的。     

巷道围岩渗流场和应力场各向异性特征分析及应用

依托范各庄煤矿12号煤层底板的砂岩巷道工程实际,应用岩体结构面非接触测量（ShapeMetriX3D）系统,对巷道开挖面进行岩体结构面数字摄影测量及识别,得到岩体结构面的几何分布参数;在此基础上,利用Mont-Carlo方法生成裂隙网络,分别利用离散介质渗流方法和几何损伤理论计算岩体的渗透张量和弹性张量,研究了岩体力学参数各向异性和尺度效应;最后,建立了平面应变情况下的巷道围岩各向异性渗流力学模型,采用COMSOL Multiphysics多物理场分析软件,计算得到了可以考虑节理分布特征的巷道围岩应力场和渗流场,并讨论了岩体力学性质主方向对围岩应力场、渗流场及损伤区的影响。研究表明,岩体的各向异性对数值模拟结果影响显著,等效连续介质的各向异性模型能考虑岩体结构面的影响,更符合工程实际。     

岩体结构面二维网络模拟的计算机辅助技术研究

分析了岩体的稳定性,描述了岩体结构面对岩体稳定性的影响,采用MonteCarlo基本原理对节理进行随机模拟,同时运用Visual Basic编写了结构面网络模拟程序,将所编制的软件运用于柿竹园多金属矿首采区岩体结构面分析研究,通过网络模拟得到了岩体优势结构面参数,并分析了岩体的稳定性,所得结论与现场实际情况基本相符合.