隧道围岩流变参数的粘弹性位移反演与验证

将解析反演和数值反演相结合,对试验毛洞的断面形状和所处应力场做出适当的简化,利用对应性原理求解出洞室位移的Kelvin粘弹性解,并以此去拟合试验洞不同位置处的实测位移而得到多组流变参数;分别将其作为FLAC3D数值模型蠕变模式的输入参数,得出各自对应的实际断面形状和实际应力场条件下试验洞的蠕变位移数值解。然后,利用BP神经网络,对各组流变参数和其对应的试验洞同一位置处的蠕变位移数值解进行训练,建立起两者之间的非线性关系;利用训练好的网络,依据实测蠕变位移值得出了围岩流变参数;最后,利用隧道实测位移数据对反演的流变参数进行了数值正分析验证。     

基于Maxwell模型的有限元粘弹性位移分析

利用基于Maxwell模型的围岩位移的粘弹性解析解,建立了弹性模量随时间变化的关系式,并将该式应用到有限元中,得到了有限元的粘弹性位移递推公式,可以方便准确地对位移的发展做出预测。最后将该方法应用到工程实际中,计算的位移与实测位移能很好吻合,从而证明该方法是有效的。     

围岩粘弹性模型有限元模拟分析

采用粘弹性理论的对应原理，对轴对称圆巷的粘弹性模型进行了分析，从而得出了该模型位移场的理论解。并利用大型通用ANSYS有限元分析软件对轴对称圆巷的粘弹性模型位移场进行了数值模拟分析。在此基础上，对理论解析解和数值模拟解进行了对比分析。     

矩形巷道围岩应力分布规律与粘弹性变形分析研究

针对目前对于矩形巷道围岩稳定性分析方法的匮乏与不足,采用已有的弹塑性理论以及与实际情况相符的本构模型,利用复变函数将矩形巷道平面问题转换成单位圆平面问题,更好的解决了对矩形巷道围岩应力分布规律的分析与求解,选用Poyting-Thomson(鲍尔丁-汤姆逊)模型以及广义达尔文模型对矩形巷道粘弹性变形进行了对比分析及求解。并结合工程实际情况,对矩形巷道平面问题转换成单位圆平面问题进行了进一步分析及求解。本文为研究矩形巷道围岩稳定性破坏机理及预防提供了一定程度的理论参考。     

粘弹性岩体中圆形巷道位移反分析的唯一性研究

为了研究粘弹性岩体位移反分析的唯一性问题，本文根据弹性岩体径向位移推导了粘弹性岩体中符合Maxwell模型的圆形巷道位移解析解，并根据参数可辨识性条件对粘弹性岩体中圆形巷道位移反分析的唯一性进行了研究。结果表明，无论布置多少个测点都不能唯一地反分析出所有的5个参数；必须至少已知2个参数，才有可能唯一地反分析出其他参数；侧压力系数是否为1和地应力是否为0对反分析唯一性有明显的影响；随着已知参数的增多，参数的可辨识性增强；地应力和侧压力系数的可辨识性最好，弹性模量、泊松比和粘滞系数次之。研究结果对于岩体参数的反演计算具有一定的指导意义。     

基于周边位移测量法的巷道围岩变形规律分析

目前,我国煤矿已经进入深部开采阶段,巷道围岩变形破坏严重给巷道施工和生产劳动构成威胁.在复杂高地应力条件下,确保围岩稳定是保障煤矿安全生产的重要前提.因此,研究围岩变形规律具有重要意义.周边位移测量是一种简单有效的研究围岩变形规律的方法,可以获得最直观的巷道围岩应力变化状态,为判断巷道稳定性提供可靠的依据,从而指导现场设计和施工.     

冻土墙位移反分析

以冻土墙模型试验获得的位移为已知条件，利用拉格良日元数值方法和正交设计原理，对土墙为参数进行反分析计算，并且反演出符合实际的土墙有关参数，从而为冻土墙的设计，施工提供理论依据。     

裂隙岩体渗流与应力耦合有限元分析

裂隙岩体中裂隙发育规模和分布规律控制了岩体的渗流特性和变形规律，从工程角度出发，忽略岩块的渗透性，假设水流只在岩体的裂隙网络中流动，以立方定律为基本公式，给出了非平行楔形裂隙渗流方程，利用裂隙变形与渗透系数之间关系的耦合机理，给出了有限元分析模型。给出的算例表明，所提出的模型是可靠的。     

掘进对蒙西煤矿运输顺槽围岩变形的影响

为了揭示掘进对围岩变形的影响,采用有限差分方法,对蒙西煤矿运输顺槽进行模拟,建立了运输顺槽的三维模型,抽取1、3、5开挖步分析,得到运输顺槽的塑性区图,求解出了位移和应力分布情况。研究结果表明：开挖掘进是围岩变形的影响因素之一,为支护方案设计和实际工程应用提供了理论依据。     

围岩位移空间序列分析

探讨了围岩位移随空间位置不同而改变的规律性,研究结果显示,包含节理、断层等不连续结构面的围岩,其空间序列曲线规律性通常较差,而岩体完整或少有结构面的围岩,其位移-空间曲线规律性明显。由此建议,位移空间序列规律性差的围岩应成为今后设计与施工关注的重点。     

碎裂岩体加固的正交有限元分析

利用ANSYS建立碎裂岩体加固的数值计算模型,对影响巷道围岩位移的诸多因素进行正交分析,分别得到各单个影响因素对巷道围岩位移量的影响规律,以及各因素的多元线性回归方程,并且对诸个因素的影响程度进行了排序。     

横观各向同性岩体中地应力反演的参数敏感度分析

为了分析横观各向同性岩体参数对地应力反分析结果的影响程度,令岩体参数在±50%的波动范围内变化并进行数值模拟,观察反分析结果的变化情况。地应力反演结果表明,已知参数波动越大,反分析结果失真程度越高,呈现线性相关性;弹性模量E的精确度对反分析结果影响最大,泊松比μ次之,泊松比μ′和弹性模量E′对反分析结果影响较小。     

基于灰色模型群的软岩巷道围岩变形预测

随着煤炭资源逐步转向深部开采,软岩巷道的支护问题显得尤为突出,巷道围岩变形监测及预测对巷道支护设计、维护等具有重要的指导意义。传统的预测方法多基于岩体力学理论,计算过程较为复杂。以巷道围岩变形原始数据作为参考数列,结合灰色系统理论,构建基于全数据GM（1,1）、新信息GM（1,1）、新陈代谢GM（1,1）等3类预测模型的软岩巷道围岩变形预测灰色模型群,并将其应用于预测某矿软岩巷道顶底板及两帮围岩变形位移。结果表明,利用该灰色模型群进行巷道围岩变形预测的精度较高,能较好地顾及围岩变形新信息对预测精度的影响,使得预测结果更加符合实际。     

岩体蠕变大变形有限元分析及其在金川矿的应用

针对金川矿岩体变形的时间效应和岩体大变形两个主要岩石力学问题, 探讨了岩体蠕变大变形有限元分析的理论和方法, 并应用于金川矿岩体稳定性分析研究。结果表明, 采用该方法的分析计算结果较前人研究结果更接近于实际。     

高应力区陡倾矿体开采引起岩移变形的数值模拟

采用数值模拟的方法,就金川二矿区高构造应力下充填开采引起的地表变形规律、围岩位移场展开研究。结果表明：构造应力下充填开采引起的地表变形的形态和范围、变形中心位置和量值均在发生有规律性的变化,矿体上盘的地表变形量明显大于矿体下盘的地表变形量;围岩变形形式由初期的顶板下沉和底臌变成后期的两帮内挤;上盘围岩的位移量大于下盘围岩位移量。研究结果对于研究构造应力下的陡倾矿体开采引起的地表及围岩变形规律有指导意义。