基于块体理论的大倾角节理巷道支护角度优化

为解决节理巷道支护设计对结构面产状及块体破坏特点考虑不足的问题,采用块体理论赤平投影法及3DEC数值模拟方法,考虑结构面及块体因素影响,对大倾角节理巷道支护方案做局部支护角度优化。结果表明:局部支护角度优化后,块体Ⅰ附近锚索最大轴力降低29.58%,块体最大位移降低了21.43%;块体Ⅱ附近锚索最大轴力降低了48.38%,块体最大位移降低了25.74%。通过对关键块体局部锚杆(索)支护角度的优化,关键块体稳定性提高,锚杆(索)受力状态得到改善,有效提高了锚固安全性能。     

采场块裂体滑落冒顶的矢量分析

本文采用矢量计算法解算采场块型结构块体滑动力、抗滑力及关键块体保持稳定所需的支架水平支护力，并在分析有关影响因素基础上确定滑落冒顶的控制原理与技术措施。     

面接触块体结构的力学特性研究

建立了面接触块体结构的力学模型,给出了结构中块体接触面上力的计算公式,研究了结构中挤压力的传递迹线及最大主应力的分布特点,并对该种结构的稳定性进行了深入研究,结果表明,结构中挤压力传递迹线和最大主应力分布曲线为拱形,结构稳定性受结构两端所受挤压力和结构中的块体数量控制．此研究为解决老项岩层破断后以面接触块体结构形式存在时的采场矿山压力问题奠定了基础．     

块体理论在采场稳定性分析中的应用

根据块体理论，以矢量计算为基础，开发了结构面分析程序，分析了结构面对廉江银矿采场稳定性的影响，找出了廉江银矿上向进路胶结充填法采场各部位的可动块体，计算各可动块体在重力作用下所需的支护力，从而确定了采场各部位可能出现的关键块体。     

关键块体稳定影响因素主成分分析

块体理论是由我国学者石根华首先在国内提出的,主要用于分析研究块体在三维空间的几何形状以及运动可能性问题。其核心可归结为排除无限块体和不可动块体找出临空面上的关键块体,对其进行分析研究并对可能失稳的块体提出合理的加固措施。用该理论来分析岩质边坡稳定性时,影响关键块体稳定性因素较多。结合均匀试验设计方法,考虑岩质边坡开挖以后的卸荷的影响,选用构成块体的2组结构面的黏聚力、摩擦角、以及地震动峰值加速度5个因素的影响来进行分析研究,评价各因素对岩质边坡关键块体稳定性的影响程度。为实际工程建设提供一定的建议。     

采场上覆岩层面接触块体结构的力学机理分析

在现场观测的基础上,建立了直接顶面接触块体结构的物理力学模型,并分析了其力学实质,提出了面接触块体结构的力学定义.同时基于块体理论中确定关键块体的思想,运用矢量分析法确定了面接触块体结构中的关键接触面,对其进行了力学分析,从而深入研究了面接触块体结构的力学特性,获得了结构整体所受的挤压力和摩擦力的解析式,并且针对大阳泉煤矿8113综放工作面进行了实例计算,所得结果与现场矿压观测结果基本吻合.     

大采高采场顶板断裂关键块稳定性分析

以大采高采场基本顶初次断裂对称的关键块为研究对象, 将其视为可变形体,按照严格的变形对应关系,分析回转下沉不同位置的块体变形量与水平力的关系.探索块体结构的平衡－失稳状态转化的临界点,详细分析了关键块在回转下沉过程中,作用在其上的水平力变化规律,给出了水平力与回转下沉角度、块体的块度系数以及上覆载荷和块体自身质量的量化关系式,并且给出了关键块发生滑落失稳和回转失稳时块度系数与回转角度的关系,以及关键块平衡时具有承载能力的范围.与传统近似计算方法所得结论比较,结果表明：按照严格的几何对应关系推导的结果比原来方法计算的水平力大了近1倍;关键块自身平衡作用范围增大.给出了关键块承载能力的回归计算公式,依照此公式可以预测断裂的顶板关键块是否会失稳.     

某铜矿地下开采侧帮可动块体稳定性分析

采用理论的方法分析了江西某铜矿地下开采进路侧帮的稳定性。首先提出了考虑地应力作用的可动块体的稳定性分析模型,然后根据力的平衡原理,建立了主应力及岩体结构面倾向、倾角的关系公式,并得到了可动块体抗滑力表达式。在此基础上,建立了块体沿双面滑动时的稳定性系数的表达式,计算结果显示：块体的稳定性系数值随着最大水平应力方向与回采进路方向夹角的增大而逐步减小,当最大水平应力方向与进路方向相同时,则块体的稳定性系数值增大。最大水平应力对块体稳定性的影响,主要与其应力值的大小和块体结构面产状有关。     

运动煤粒块体与钢板撞击破碎的微机理仿真

为了揭示运动煤粒块体与转载点钢板之间的碰撞破碎机理,采用力键分析法,构建了煤粒块体3D模型,以煤粒块体内部结构力键断裂数目为破碎的评价指标,研究煤粒块体碰撞时内部结构变化与破碎规律;采用正交试验法分析了煤流转载系统的3个主控因素,得出运动煤粒块体撞击破碎程度与撞击速度呈线性关系,与煤粒撞击角度和粒径尺寸呈二次曲线变化;得出在3种主控因素共同作用下影响撞击破碎的主次顺序是撞击角度、速度、粒径尺寸。     

基于3DEC的块体尺寸及形状对再生顶板稳定性影响模拟研究

为分析块体尺寸、形状对再生顶板稳定性的影响,采用离散元软件3DEC建立不同块体尺寸、形状的再生顶板结构模型,模拟了不同条件下顶板的变形失稳过程。结果表明:顶板冒落系数反映了再生顶板的冒落程度,块体冒落区域呈等腰梯形且冒落仅发生在再生顶板层;再生顶板的失稳是巷道中部及两侧块体开裂导致的;块体高度为0.5 m时,再生顶板稳定的块体长度同巷道跨度的极限比为1∶4;由于横向挤压力的存在,纵向块体尺寸对再生顶板稳定性的影响大于横向;块体截面为三角形、平行四边形时,巷道跨度范围内再生顶板层全部冒落,块体易沿节理面产生滑移;锚杆平均轴力在巷道中部达到最大值。     

黄土沟谷区浅埋煤层开采覆岩破坏与地表损伤特征研究

黄土沟谷区浅埋煤层开采地表非连续性的开裂损害,不仅引发了许多生态环境问题,也加大了生态修复难度,严重威胁着矿区生态安全。浅埋煤层开采地表非连续变形是特殊地质条件下覆岩破坏移动的结果,为更加系统地研究覆岩破坏对地表非连续性损害的影响规律,以陕北安山井田125203工作面为地质原型,采用离散元数值模拟与物理相似材料模拟相结合的方法,模拟分析了覆岩及地表破坏、岩块尺寸分布及力链演化等特征,揭示了覆岩力链演化对块体分布和地裂缝发育的影响规律,阐明了覆岩破坏块体对地表非连续损害的控制效应。研究结果表明：黄土沟壑缓坡地带浅埋煤层开采覆岩垂向变形与水平移动受地形影响较大;覆岩破坏形成双分层块体结构,分层界面距煤层底板11.0 m,下分层块体平均长度小于5.0 m,上分层大于5.0 m,覆岩块体平均长度随岩层至煤层底板距离的增大呈幂指数增长特征,地表块体平均长度由坡底至坡顶逐渐增大;下分层垮落压实的岩块结构和应力集中的力链结构,影响着上分层块体和力链的分布及地裂缝的发育,地裂缝平均间距与上分层应力集中点平均间距基本一致,主沟段顺坡、沟底和逆坡地裂缝平均间距分别约为下分层应力集中点平均间距的1.10倍、...     

矢量分析计算法在采场覆岩面接触块体结构中的应用研究

为了研究面接触块体结构力学机理,基于面接触块体可动性定理,给出了判定块体是否具有可动性的矢量分析计算方法,缩小了找关键块体的范围,为面接触块体结构的进一步研究奠定了基础。     

摆型波传播过程块系岩体频域响应反演岩块间黏弹性性质

基于深部非连续自应力等级块系岩体构造理论,研究在冲击扰动下块系岩体中岩块加速度的频域响应反演岩块间黏弹性性质。将块系岩体划分成3个区域,即初始区域,中间区域和末端区域,分别研究各区域中间块体加速度的频域特性,通过不同区域内块体加速度频域响应的综合特性反演岩块间的5种黏弹性性质变化。通过研究发现：各区域中间块体的频带范围依次减小对应着块体间黏性同时增大;各区域中间块体频带范围几乎没有变化对应着块体间黏性周期性变化;各区域中间块体高频谐波部分向低频平移对应着各块体间弹性同时减小;仅末端区域中间块体的高频谐波部分向低频平移对应着各块体间弹性周期性变化;各区域中间块体的频域曲线简单光滑,且近似对称单调变化对应着块体间弹性阶梯性增大。同时,给出块体间具有5种黏弹性性质时各区域中间块体加速度频域响应的中心频率及中心频带宽度数值特征。     

三峡洞室围岩定位块体稳定性分析

三峡工程地下厂房下游边墙大规模不利定位块体的稳定性是工程设计所关注的主要问题之一,采用块体理论及其分析软件,计算分析了主厂房下游边墙6个块体的几何特征值,对块体在不同设计荷载工况下的稳定性进行了研究,并对块体锚索加固处理后的稳定性进行分析评价。     

隧道围岩关键块体爆破安全振速研究

针对隧道掘进爆破条件下爆源附近围岩关键块体的稳定性问题,建立了关键块体受力状态的力学模型,根据刚体平衡原理建立了爆破振动速度与块体各物理量间的联系,得到了隧道围岩关键块体安全振速的计算表达式。分析表明,关键块体侧向平均正应力与埋深成正比,岩体静侧压系数对块体侧向平均正应力有显著的影响,隧道半径与块体高度的比值对块体侧向平均正应力影响不显著。同时结合实际工程案例,分析了岩体静侧压系数、累积损伤、拱顶与最大切应力区对关键块体安全振速的影响规律,为爆源附近隧道围岩安全振动速度的确定提供理论参考依据。     

块体理论在玲珑金矿巷道围岩稳定性分析中的应用

本文对块体理论作了简要介绍，并以玲珑金矿255m水平巷道为工程背景，运用石根华开发的块体计算软件，对巷道围岩中的可移动块体和关键块体进行了计算分析和图形显示，得出了一些结论并提出了一些相应的措施。     

大同综采工作面直接顶端面块体失稳与平衡分析

根据大同坚硬顶板的块体特征，运用赤平投影判别法对三类端面块体的有限性、可动性进行了分析；运用矢量分析方法结合结构面的力学特性，对端面块体的稳定性及运动形式进行了研究，并提出了三类端面块体的平衡、失稳判据．     

基于块体理论岩体稳定性分析及三维数值模拟研究

本文介绍了基于不连续变形方法的块体理论.以某金矿运输巷道为工程背景,详细论述了围岩中关键块体的判别及块体最大可动区域的确定,并通过BST和UNWEDGE程序进行关键块体计算.通过块体理论方法在围岩稳定性分析中的应用,分析了围岩稳定性的影响因素和关键块体的安全系数,对围岩塌陷区的加固机理进行了研究,并对围岩稳定性进行了数值模拟研究(3DEC),验证围岩塌陷区进行加固支护方法具有一定效果.     

三峡洞室围岩定位块体稳定性分析

三峡工程地下厂房下游边墙大规模不利定位块体的稳定性是工程设计所关注的主要问题之一，采用块体理论及其分析软件，计算分析了主厂房下游边墙6个块体的几何特征值，对块体在不同设计荷栽工况下的稳定性进行了研究，并对块体锚索加固处理后的稳定性进行分析评价。     

基于块体理论赤平投影法的1#泄洪洞围岩稳定性分析

在地质调查和围岩勘察资料的基础上,运用块体理论赤平投影法,分析了1#泄洪洞围岩的稳定性。对各种块体的有限性和可动性进行了判别,并对可动块体体积进行计算,得出可动块体的空间分布以及与断层相关可动块体分布的直观统计结果,划出1#泄洪洞围岩的关键区域,并提出支护对策。