深部巷道稳定的若干岩石力学问题

论述了深部岩石力学与工程问题研究的意义；评述了深部原岩应力分布对岩石性质与岩石工程的影响；指出了岩石强度失效与工程围岩破坏过程的实质；分析和评价了岩石破坏所形成的序列结构形式以及对其强度的影响．根据深部岩石工程施工以及变形破坏的特点，通过对工程开挖的卸压影响、岩石脆性与延性破坏的关系以及岩石变形、破坏的时间效应的分析，说明了深部岩石工程稳定有其不同的性质与特点．     

大理石中矿物优选方位对石材抗压强度的影响

本文通过几种不同类型的大理石中矿物晶体优选方位的岩组分析，并根据其组构特征选择石料的切面方向，得出了矿物排列方向影响石材抗压强度的肯定性结论；反映了进行岩石结构构造研究在石材加工中的意义；论证了利用大理石中矿物优选方位来确定石材锯板方位以获得较大抗压强度的可行性；提出石材加工中注重岩石内部结构研究的必要性。     

充填体包裹岩石组合强度与破坏机理研究

充填体与岩石的组合力学特性及破坏机理是深部充填法开采中的重要研究方向，对于保障地下采场安全、维护地下采场结构的永久稳固至关重要.文章针对充填体包裹岩石(BR)这一组合结构试件开展了单轴、三轴力学试验研究，分析了应力-应变曲线、峰值强度、破裂模式和等效力学特性，探索了体积分数及围压对组合结构承压特性及破坏机制的影响.结果表明：充填体能够抑制尺寸效应对岩石破裂模式产生的影响；BR试件的三轴全应力-应变曲线呈现出多峰值、阶梯式下降现象，兼具脆性和延性破坏特征；随着围压的增加，BR试件破裂模式以剪切破坏为主，趋于集中在上端部；结构面抑制了BR试件的侧向形变.基于试验结果和连续介质理论，从力学角度分析了BR组合结构的三向受力机理，构建了组合破坏强度模型.研究结论对于补充充填体与岩石相互作用理论研究和优化地下充填采场结构稳定性控制具有重要的科学意义.     

落球撞击岩石热红外辐射温度的时延特征

采用热红外（TIR）成像技术和落球撞击实验，对大理岩、花岗闪长岩、红色斑状花岗岩、辉长岩和砂岩等5类典型地壳岩石试件进行了热红外辐射观测．通过对靶元区域受撞击前后TIR辐射温度进行图像处理，对靶元红外辐射的时延特征进行了研究，得到了相应的辐射温度时延曲线，分析了影响时延曲线形态的相关因素，并对相同撞击条件下不同岩石以及不同湿度岩石的时延曲线特征进行了比较．结果表明：岩石撞击靶元TIR辐射温度的时延曲线形态与撞击速度有关；撞击前后红外辐射的升温幅度、时延曲线的离散性、局部波动性、单调性和斜率等5项特征指标受岩石热导率、比热和发射率等影响；干燥岩石撞击后的TIR升温幅度要稍大于潮湿岩石，干燥岩石的降温要快于潮湿岩石．     

沉积岩单轴抗压强度与弹性模量关系研究

岩石单轴抗压强度和弹性模量之间存在有模糊的正相关性。作者的研究工作力图使两个指标间以往较为模糊的关系变得明确,并以此估算取值较为困难的弹性模量值。在岩石结构、构造特征研究的基础上,统计、整理了不同结构、构造特征的300余个沉积岩岩石试件的测试结果。从统计结果可见,随着结构、构造分类的细化,沉积岩单轴抗压强度与弹性模量之...     

冻融循环条件下受荷岩石的损伤本构模型

基于岩石细观结构的非均匀性,建立了冻融受荷岩石损伤扩展本构关系,通过冻融损伤、受荷损伤与总损伤3个损伤因子描述岩石材料各层次的劣化程度及损伤演化途径。通过与岩石冻融循环力学特性试验结果对比,证明所建立的模型能够很好地反映不同冻融循环次数下岩石应力应变的变化关系。     

气井临界出砂产量模型研究

天然气在开采过程中常常由于产量过大造成出砂，不同的储层具有不同的临界出砂产量；本文通过岩石力学及断裂力学的相关知识，对岩石的受力状况进行了分析，经过严格的数学推导，得出了岩石发生破坏时，多孔介质中的孔隙压力与井底流压之间的关系；并结合试井产能公式(μZ)-p及的关系图推导出了达西与非达西两种流动状况下气井的临界出砂产量公式；此外，文中还对公式在使用中应注意的问题进行了说明。这些公式的推导必将对纠正目前普遍存在的盲目追求产量的误区产生深远的影响。     

岩石冻融力学实验及损伤扩展特性

通过红砂岩和页岩两种岩石饱水后的冻融力学实验,系统研究了岩性及冻融循环等对岩石损伤力学特性的影响;充分考虑岩石细观结构的非均匀性,运用宏观唯象损伤力学和非平衡统计的概念和方法,得到了冻融受荷岩石的损伤演化方程;应用推广后的应变等价原理,对不同冻融次数下受荷岩石应力与应变的变化规律,得到统一的损伤扩展本构关系;探讨了岩石...     

石材抛光面光泽度不均匀问题剖析

从岩石的矿物组成，结构和抛光工艺及参数等方面对石材抛光面光泽度不均匀问题进行了剖析，指出了岩石的矿物组成，结构和矿物的蚀变，风化是导致光泽度不均匀且是无法消除的内部因素；针对如何消除抛光工艺及参数对光泽度均匀性产生的影响，提出了合理的磨头进给路线和进给间距。     

扫描电镜在喀斯研究中的应用

扫描电镜是了解矿物和岩石的结构、孔隙特性其喀斯特化的有力工具。笔利用扫描电镜及与之匹配的波谱仪、能谱仪、通过对１００多个碳酸盐岩试样的观察，系统研究了其矿物特怔、微观斯特作用机理及喀斯特孔隙类型，并得出结论：（１）表面反应控制下的选择性溶解是微观喀斯特作用的最本质特征；（２）碳酸盐矿物极完善的菱形解理是选择性溶解的优势点；（３）岩石结构控制了喀斯特孔隙的发育和演化。     

Research on Mechanism of Rock Burst Generation and Development for High Stress Rock Tunnels

Through the investigation and analysis of high stress distribution in surrounding rock during the excavation of rock tunnels,the key factors to cause rock burst and the mechanism of rock burst generation and development are researched. The result shows that the scale and range of rock burst are related with elastic deformation energy storied in rock mass and the characteristics of unloading stress waves. The measures of preventing from rock burst for high stress rock tunnels are put forward.     

乌鞘岭隧道7号斜井软岩问题及支护对策

开挖表明，乌鞘岭隧道7号斜井存在软岩问题．从软岩的基本概念入手，确定该软岩类型为节理化软岩，具有岩块强度高，岩体破碎，岩体结构复杂和围岩松动变形受断层、节理等结构面控制等特征．根据其特征，相应地提出超前小导管预支护环形开挖预留核心土的施工对策．     

岩质高边坡岩体力学参数确定及稳定性研究

以云南某露天矿采场岩质高边坡工程为研究对象,阐述了岩体力学参数在边坡稳定性分析中的重要性,因原位试验对于坚硬岩体或极软岩体的不适用性,对坚硬岩体,以室内试验得出的岩石物理力学参数和岩体质量评价RMR评分值为依据,并综合考虑岩体中节理裂隙、岩体结构、地下水的影响,运用霍克-布朗(Hoek-Brown)强度准则将岩石力学参数进行折减修正后换算成岩体力学参数,并与现场原位试验所得软弱岩体力学参数结果相结合得到最终岩体力学参数.在上述调查、研究基础上,采用有限差分法(FLAC数值分析软件)对现状边坡进行静态的稳定性分析,提出合理的最终边坡角及总台阶高度,保证矿山正常生产和经济效益的提高.     

川东北及邻区上二叠统吴家坪组烃源岩评价

川东北及邻区上二叠统吴家坪组烃源岩为二叠系—三叠系碳酸盐岩大中型气田的主要气源。利用烃源岩样品的地球化学、测井、岩屑录井资料,分析吴家坪组烃源岩的地球化学特征、沉积环境特征和生烃潜力,研究吴家坪组烃源岩的丰度？类型和成熟度,预测烃源岩的厚度,划分烃源岩沉积相类型,讨论烃源岩形成的环境并计算烃源岩的生气强度。结果表明：川东北及邻区吴家坪组烃源岩有机质丰度大,现今在高成熟晚期至过成熟演化阶段,干酪根类型以Ⅱ型为主,烃源岩主要发育在泥质含量高的层段;烃源岩厚度在本区相差很大,达州—开江以北地区厚度最大可达171 m,垫江—石柱以南地区厚度小于20 m;烃源岩发育受沉积环境的控制,优质烃源岩主要发育在海湾环境中;宣汉—达州—巴中—通江附近地区的吴家坪组烃源岩生气强度大,满足形成大中型气田的烃源岩条件。     

Differentiation and analysis on rock breaking characteristics of TBM disc cutter at different rock temperatures

In order to study rock breaking characteristics of tunnel boring machine(TBM) disc cutter at different rock temperatures,thermodynamic rock breaking mathematical model of TBM disc cutter was established on the basis of rock temperature change by using particle flow code theory and the influence law of interaction mechanism between disc cutter and rock was also numerically simulated.Furthermore,by using the linear cutting experiment platform,rock breaking process of TBM disc cutter at different rock temperatures was well verified by the experiments.Finally,rock breaking characteristics of TBM disc cutter were differentiated and analyzed from microscale perspective.The results indicate the follows.1) When rock temperature increases,the mechanical properties of rock such as hardness,and strength,were greatly reduced,simultaneously the microcracks rapidly grow with the cracks number increasing,which leads to rock breaking load decreasing and improves rock breaking efficiency for TBM disc cutter.2) The higher the rock temperature,the lower the rock internal stress.The stress distribution rules coincide with the Buzin Neske stress circle rules: the maximum stress value is below the cutting edge region and then gradually decreases radiant around; stress distribution is symmetrical and the total stress of rock becomes smaller.3) The higher the rock temperature is,the more the numbers of micro,tensile and shear cracks produced are by rock as well as the easier the rock intrusion,along with shear failure mode mainly showing.4) With rock temperature increasing,the resistance intrusive coefficients of rock and intrusion power decrease obviously,so the specific energy consumption that TBM disc cutter achieves leaping broken also decreases subsequently.5) The acoustic emission frequency remarkably increases along with the temperature increasing,which improves the rock breaking efficiency.     

岩石特性对掘进机破岩的影响

目的研究岩石特性对掘进机破岩的影响,提高掘进机施工效率,延长滚刀使用寿命．方法将滚刀及其掘进的岩石作为一个整体,模拟破岩过程中滚刀和岩石的应力分布,并通过实验测量了滚刀破岩时滚刀受力和切深等参数,分析了不同硬度的岩石、切深和滚刀施加力对滚刀及岩石受力的影响．结果岩石反作用于滚刀的力和岩石的切深沿切割方向呈波浪型水平线;岩石抗压强度增大,岩石的切深和破碎区体积降低．结论同种岩石破碎程度与滚刀切割力大小成正比;切割力相同时,岩石破碎程度与岩石抗压强度成反比;研究结果对提高岩石掘进机的破岩效率,及其对地质的适应性具有重要作用．     

Selected elements of rock burst state assessment in case studies from the Silesian hard coal mines

Exploitation of coal seams in the Upper Silesian Coal Basin is conducted in complex and difficult conditions. These difficulties are connected with the occurrence of many natural mining hazards and limitations resulting from the existing in this area surface infrastructure. One of the most important problems of Polish mining is the rock burst hazard and reliable evaluation of its condition. During long-years' mining practice in Poland a comprehensive system of evaluation and control of this hazard was de-veloped. In the paper the main aspects of rock burst hazard state evaluation will be presented, comprising: 1) rock mass inclination for rock bursts, I.e., rock strength properties investigation, comprehensive parametric evaluation of rock mass inclination for rock bursts, prognosis of seismic events induced by mining operations, methods of computer-aided modelling of stress and rock mass deformation parameters distribution, strategic rock mass classification under rock burst degrees; 2) immediate seismic and rock burst hazard state evaluation, I.e., low diameter test drilling method, seismologic and seismoacoustic method, comprehensive method of rock burst hazard state evaluation, non-standard methods of evaluation; 3) legal aspects of rock burst hazard state evaluation. Selected elements of the hazard state evaluation system are illustrated with specific practical examples of their applica-tion.     

岩体损伤与破坏过程研究

对层状岩体进行了损伤演化与破坏过程的研究,引入损伤变量及损伤扩展系数,建立符合岩体整个损伤演化过程的方程;描述了岩石在受载过程中初期近似呈线性,随后加速的过程;分析了层状岩体的损伤演化与破坏特征及其稳定性,解释了岩石损伤演化的规律。研究表明:层状岩体的损伤萌生与扩展直到破坏,除与加载大小、速率等因素有关外,还与各亚层损伤演化规律、载荷与层面夹角、各亚层的内部微结构特性等有关。     

岩石卸荷破坏与岩爆效应

对粉砂岩试样进行了保持轴向变形不变的卸围压试验,在对岩样的破坏分析基础上,将岩石卸荷破坏与岩爆特征联系起来.研究表明,随着卸荷初始围压值的增加,卸荷破坏状态逐渐从中等岩爆过渡到强烈以上岩爆;三轴应力状态下的岩体如果某一方向的应力突然降低,造成其在较低应力状态下破坏,那么原岩储存的弹性应变能将对外释放,进而可能引起岩爆;通过调整施工速度可以减缓或降低岩爆的发生.