上软下硬地层边坡地震动载下稳定特性的拟静力分析方法

结合强度折减法思想,并考虑到上软下硬地层边坡特点,基于拟静力法,对地震作用下的上软下硬地层边坡稳定性进行分析。采用正交试验和极差分析法,比较坡高H、坡角β、上部地层厚度h和软硬地层参数对不同强度地震下的上软下硬地层边坡稳定性的影响。当H、β、h一定,而上部地层内摩擦角s、黏结力cs及水平地震作用系数kH在一定范围内取值时,研究这3个参数变化对上软下硬地层边坡稳定性的影响,并分析了上软下硬地层边坡的稳定性演化规律和破坏过程。在H、β、h以及软硬地层参数一定时,分析kH和比例系数ξ的取值对上软下硬地层边坡稳定性的影响。研究结果表明:β和h是影响地震作用下的上软下硬地层边坡稳定性的主要因素,其次是H;而且h的敏感度会随着地震强度的增强,进一步增大。在不同H、β和地震强度下,边坡安全系数F_s与c_s和Φ_s近似成线性比例关系。水平地震作用对安全系数影响最大,竖向地震作用次之。     

上软下硬地层隧道围岩稳定性量化评价标准研究

通过有限元数值计算,对上部为Ⅴ级围岩、下部为Ⅱ级围岩的典型上软下硬地层隧道围岩稳定性量化评价标准进行了分析研究。首先确定以拱顶最大沉降量和能够反映隧道破坏本质、具有严格力学依据的安全系数作为评价隧道围岩稳定性的双重指标;然后通过数值模拟,对上软下硬地层隧道围岩自稳性进行了研究;并根据围岩自稳曲线,进行组别划分,进而建立了典型上软下硬地层隧道围岩稳定性量化评价标准。研究成果对复合地层隧道围岩稳定性分级标准制定起到了细化和补充作用,可为上软下硬复合地层隧道设计和施工提供参考。     

拱盖法在岩质地区大跨隧道中的适应性分析

隧道上部开挖支护后与周边围岩共同作用形成"拱盖",为下部结构施工提供保障。隧道采用拱盖法施工,是为了充分利用围岩与支护相互产生影响和耦合作用形成围岩-支护共同作用原理,发挥围岩的自承能力。本文对青岛地铁大跨度隧道开挖工法进行了总结,并运用有限元软件进行数值模拟,进一步阐述了拱盖法在"上软下硬"岩质地层中的较强适用性。     

马鞍石隧道掘进围岩稳定性数值模拟分析

本文以马鞍石隧道围岩地质条件为基础,以设计资料为依据,根据岩块力学参数试验成果和岩体工程地质研究的分类成果,运用Hoek-brown等经验准则确定了岩体力学参数,运用三维快速拉格朗日有限差分程序对Ⅳ类围岩全断面开挖后隧道围岩的稳定性进行了数值建模和分析计算,对隧道开挖过程中的力学行为和稳定性进行了评价和预测。     

蒙巴萨公路高陡边坡稳定性分析及治理措施

肯尼亚蒙巴萨港公路工程地区的地质具有土质破碎及高富水等特点,受当地降雨条件与区域地质影响,工程高陡路堑边坡开挖期间出现多次滑移灾害.为保障工程的顺利实施,在对高陡路堑边坡多次滑坡成因进行分析的基础上,采用原位试验与反向分析算法获得滑坡土体物理力学参数,完成边坡稳定性计算并提出边坡治理措施.稳定性计算结果表明:边坡上层滑...     

基于颗粒离散元法不同岩性巷道围岩声发射特性和能量演化规律研究

为分析不同岩性巷道围岩声发射特性和能量演化规律,对巷道围岩进行钻孔取样并试验,基于离散单元法的颗粒流程序建立不同岩性岩石单轴压缩数值模型,获得描述岩石的细观力学参数,并在此基础上建立3种岩性(硬岩、软硬互层和软岩)巷道颗粒流分析模型,系统分析单轴压缩试验及不同岩性状态下巷道围岩的声发射特性和能量演化规律。结果表明:单轴压缩模型下硬岩的声发射数小于软岩,最大声发射事件数滞后于峰值强度出现,且在峰前阶段外界做的总功基本上转化为应变能。开挖扰动下巷道围岩声发射特性和能量演化规律与岩性密切相关,硬岩巷道声发射事件数最小,软硬互层次之,软岩最大;3种岩性状态下软岩开挖巷道释放的动能最大,巷道围岩变形严重。     

特殊地质条件下露天矿爆破质量提升措施

结合哈尔乌素露天煤矿工程地质条件,分析"上硬下软"、"上软下硬"特殊地质条件下出现大块与根底的原因,提出"上硬下软"台阶爆破时采用间隔装药结构及压渣爆破等优化措施可有效降低大块量,"上软下硬"台阶爆破时通过加大超深、调整孔网参数等优化措施降低根底出现的概率。现场实践表明:通过间隔装药、加大超深及调整孔网参数等措施可有效提高特殊地质条件下的爆破质量。     

复合地层隧道施工技术研究

依托武广客运专线浏阳河隧道,针对其上软下硬的复合地层且断面大等特点,提出台阶法+中隔墙的施工方法,分析其转换过程,探讨其力学机理,并给出了详细的施工工艺,使该隧道得以安全、快速、经济地贯通。     

复杂地质中隧道施工数值模拟分析与研究

隧道开挖到复杂地质时,由于条件不明而不能直接施工,为了得到相关参数,采用数值模拟分析隧道开挖时的位移和应力变化,以此研究其稳定性影响。模拟结果表明,泥土区域不适合直接开挖,否则会发生垮塌,在其开挖之前必须先进行稳定性加固,但是,泥土开挖对已经支护的隧道的稳定性影响非常小。因此,泥土区域被加固之后,可以对其进行施工而不影响隧道的稳定性。     

岩溶地质对隧道施工稳定性的影响评价

根据依托工程的工程地质特点,利用三维有限元数值模拟方法,选取典型断面,通过分析有溶洞与无溶洞两种工况下隧道开挖引起的隧道围岩的位移、应力等指标的变化,来评价溶洞对隧道稳定性的影响,指出岩溶离隧道顶部较近时,隧道开挖可能使顶板断裂而出现垮塌,从而造成突水突泥等地质灾害。     

S矿区采动覆岩破坏的实例研究

煤矿地下开采造成水资源的破坏和污染,为了保护S矿区地表水资源和保证安全开采,在分析了该矿区覆岩工程地质特征的基础上,根据该矿区岩层柱状图,建立了煤层覆岩的力学模型,利用FLAC软件计算了煤层开采工作面推进到不同距离时覆岩的应力场,绘出了覆岩塑性区分布图,分析了薄基岩厚松散层下开采煤层时覆岩的应力特征和破坏高度,得出在煤壁和开切眼处覆岩以剪切破坏为主,而采空区上部以拉伸破坏为主;随着工作面的推进,覆岩破坏波及到第四系底部;进一步分析第四系底部粘土层的物理力学性质,得出该粘土层有良好的隔水性,指出工作面可以安全开采,并得到工程验证。     

采场稳定性分析与参数优化的图表法

为了研究采场稳定性分析方法与参数优化方法,对夏甸金矿试验采场进行了的工程地质调查、矿岩力学试验、数字测试等工作,获取了表征矿山岩体质量的多种指标。对试验采场岩体质量进行了简要评价,54903采场岩体质量好,55002采场岩体质量一般。根据获取的指标,利用Mathews图表法对试验采场在当前跨度下的稳定性进行了分析,在当前6 m进路采场跨度下,采场稳定性程度高,可合理地增大跨度。并根据拟合的稳定-破坏曲线公式求出采场临界跨度,继而综合多因素给出了7 m最初跨度设计。利用软岩极限跨度图表法评价出7 m设计跨度是经济、安全的。结合FLAC3D数值模拟对图表法应用的准确性进行了对比分析,并最终确定出采场跨度值。     

煤柱宽度对综放回采巷道围岩力学特征影响分析

依据谢桥煤矿1151（3）综放工作面工程地质及开采技术条件,在对影响该条件回采巷道护巷煤柱宽度的因素分析基础上,应用计算机数值模拟（FLAC2D）,模拟并分析了不同煤柱宽度煤柱及巷道围岩在回采期间的应力分布及变形情况,获得了不同煤柱宽度巷道围岩在回采期间的力学特征,为综放开采回采巷道煤柱宽度的合理留设、支护参数选择、巷道围岩稳定性控制及安全生产提供理论依据。     

隔水层裂隙演变机理与过程研究

以神东矿区浅埋煤层采矿地质条件为例,研究采动覆岩中软弱隔水岩层裂隙演变的力学机理与规律.在分析浅埋煤层薄基岩顶部风化带岩层的隔水性和覆岩裂隙发育规律基础上,建立平板力学模型,采用薄板理论中的差分法,应用应变分析原理,结合下伏垮冒岩层的弹性地基特性,研究了薄基岩浅埋煤层长壁工作面覆岩活动规律和软弱隔水层板的裂隙演化机理及...     

海下采煤软弱覆岩导水断裂带发育高度研究

龙口矿区海域煤层开采后软弱覆岩导水断裂带的发育高度直接影响了海下安全开采。在分析龙口矿区海域软岩工程地质特征的基础上,运用有限差分法、相似材料模拟试验并结合现场实测资料,研究了海下采煤软弱覆岩变形破坏规律。结果表明：煤层顶板软岩剪切破坏后,裂隙连通性及导水性相对较弱,岩体仍具有一定阻水能力;海底煤层开采后,覆岩垂直剖面由上至下分为剪切破坏带、拉剪破坏带和拉伸破坏带;开采过程中,导水断裂带高度随工作面推进逐渐增加,并最终达到稳定;6 m厚煤层采全高时,导水断裂带发育高度为48.2~55.0 m。最后,经统计提出了海下采煤软弱覆岩中导水断裂带发育高度的计算公式。     

厚表土薄基岩特殊工程条件下的钻井井壁受拉破断机理

为揭示厚表土薄基岩特殊工程条件下的钻井井壁受拉破断机理,以安徽淮南矿区某在建煤矿副井为背景,分析厚表土薄基岩钻井井筒受拉破断过程与特征,建立马头门上覆岩层弯曲变形竖向剪切拉应力力学模型,给出井筒围岩分层竖向位移函数,采用最小势能原理及弹性力学理论推导出井筒竖向拉应力解析解。分析表明,井筒马头门上覆岩层受施工多次扰动影响发生弯曲变形是产生作用于井筒之上的竖向剪切拉应力的致因;该剪切拉应力产生的作用于井筒之上的拉力由下而上积累到某一阈值,该阈值与井筒自重应力的合力超过钻井井筒极限抗拉强度时,在钻井井筒接头处发生第1次拉断破坏,其后,随着岩层弯曲变形发展,拉断处以上井筒继续受竖向剪切拉应力作用而发生第2次拉断破坏,并导致底部含水层水砂溃入井筒发生淹井事故。马头门围岩的稳定性对改变上部钻井井筒受力状态有重要影响,其上覆基岩越薄影响越大,越易发生钻井井壁拉断破坏,基岩与风化基岩弹性模量比和风化基岩与底含弹性模量比对井筒发生拉断破坏时的位置,以及对应马头门顶部最大竖向位移影响均较小。通过采用钻井井筒竖向受拉等强设计、钻井井筒底部设置壁座、马头门至钻井井筒底部基岩段设置1~2道水平隔离缝、地面L型注浆加固马头门软弱围岩等技术途径,完善现行相关设计规范,确保钻井井筒运行安全。     

九仗沟金矿采场岩体稳定性分析及参数优化

为了研究采场稳定性分析方法与参数优化方法,对嵩县山金矿业有限公司九仗沟金矿试验采场进行了工程地质调查、数字摄影、矿岩力学试验等工作,获取了表征矿山岩体质量的多种指标。利用三维数字摄影测量系统（ShapeMetrix3D）对九仗沟金矿100中段进路采场岩体进行现场节理信息采集,分析得到采场岩体结构面产状、节理间距、节理组数、结构面体密度等参数。在此基础上,结合钻孔窥视及岩石力学试验数据信息,采用岩体地质力学分类（RMR）和巴顿岩体质量（Q）分类方法对采场岩体稳定性进行分级。根据获取的指标,利用Mathews图表法对试验采场的跨度进行优化设计,分析认为实际生产中应严格将进路采场跨度控制在7.5 m以下,以保证进路采场稳定性。     

过断层巷道修复技术研究与实践

针对东欢坨矿-230 m辅助回风大巷过断层段巷道围岩变形严重,影响矿井安全生产的不利局面,深入分析了该段巷道围岩变形机理。研究表明:该段巷道围岩碎裂现象严重,遇水膨胀软化,兼有工程软岩和地质软岩的特点,巷道围岩以破碎软岩大变形为主要特征。提出了超前注浆,高密锚喷联合支护的巷道修复技术,并利用数值模拟的方法进行了论证。工程检测表明,修复完成后巷道顶底及两帮收敛变形均低于210 mm,收敛速度均低于2 mm/d,巷道很快达到整体稳定,围岩变形得到了根本控制。