基于遗传算法的岩体初始应力场反演

基于遗传算法,根据巷道开挖后变形收敛观测资料,建立了岩体初始应力场非线性反演方法,解决了传统线性化反演解的不唯一性问题和迭代发散问题。根据不同观测仪器的分辨率和精度,建立了目标函数和权矩阵和迭代终止准则。数值计算结果表明,所提出的非线性反演方法具有全局收敛特性和良好的抗观测噪音能力。     

深部高应力巷道钻孔卸压的3DEC模拟分析

通过三维离散元分析软件3DEC(3 Dimensional Distinct Element Code),针对卸压孔在不同孔径下的围岩变形情况,较为详细地分析了钻孔卸压在深部巷道中的效果。模拟结果表明,对巷道两帮钻孔卸压以后,应力集中区域由两帮转移到了围岩深部,且集中在了卸压孔的末端,对深部巷道起到了很好的保护作用,为深部高应力巷道卸压支护提供了依据。     

潞新矿区构造应力场实测与反演分析

采用小孔径水压致裂法对潞新矿区进行了地应力实测,表明矿区属于构造应力场类型,主应力大小和方向受断层影响较大。运用ANSYS和FLAC~(3D),对构造应力场进行数值反演,显示断层附近的应力量值的变化复杂,端部出现较大的应力集中。多断层对岩体应力状态的影响更为复杂,断层间的相互作用会使应力叠加,增大应力集中的范围和强度。实测和数值反演相结合是构建矿区应力场的有效方法。     

构造应力场数值模拟方法

构造应力场的数值模拟是地质动力区划方法的重要组成部分，为此，本文开发了两个程序、一个是有限元程序。用于水平剖面应力计算。一个是边界元程序，用于铅直剖面应力计算，在中俄专家用地形图等综合方法确定出的矿区断块系统及最大主应力方向的基础上，对东北某矿区构造应力场进行了数值模拟，划分出了高应力区。     

构造应力场数值模拟方法

构造应力场的数值模拟是地质动力区划方法的重要组成部分。为此．本文开发了两个程序，一个是有限元程序，用于水平剖面应力计算，一个是边界元程序。用于铅直剖面应力计算。在中俄专家用地形图等综合方法确定出的矿区断块系统及最大主应力方向的基础上，对东北某矿区构造应力场进行了数值模拟，划分出了高应力区     

岩体初始应力场的回归分析方法研究

运用工程地质力学方法和数理统计原理,建立了初始地应力场的三维有限元反演及回归分析模型.该模型具有很好的实用价值和易操作性,能够较准确地反演出区域初始地应力场.     

包钢白云鄂博铁矿主矿构造应力场分析

本文以白云鄂博铁矿主矿区域和矿区地质为背景,应用IV级结构面的统计结果和赤平投影方法,进行了结构面组合分析.根据分析结果,确定了构造应力场及其演化.     

深部巷道在构造应力场中稳定性分析

选用2D-σ有限元计算软件对深部巷道围岩在构造应力场中的稳定性进行了数值分析,着重讨论了深部巷道围岩的变形特征、塑性区发育特征、围岩应力分布特征和围岩破坏机理,提出了相应的支护对策.     

深部平行巷道在构造应力场中的稳定性分析

选用 2D—σ有限元计算软件 ,对深部平行巷道在构造应力场中的稳定性进行了数值分析 ,着重讨论了深部平行巷道围岩的变形特征、塑性区发育特征、围岩应力分布特征和动态演化过程 ,探明了构造应力作用与深部平行巷道围岩变形破坏的动态关系及围岩破坏机理 ,给出了合理的岩柱间距。     

3DEC数值模拟方法在巷道支护优化设计中的应用

以某矿地质条件为基础建立数值计算模型,利用三维离散元数值分析软件3DEC,模拟巷道分别在采用原支护方式及新设计的4种优化支护方案的情况下围岩的变形情况,并通过各方案支护效果的相互对比,确定了最佳的支护方案。模拟结果与实际情况相符,可为矿井巷道支护优化设计提供参考。     

个旧高松矿田构造应力场数值模拟研究

随着成矿理论的逐步发展,利用数值模拟对成矿动力学过程进行反演,为矿体的形成与改造提供地应力场素材已经成为新兴的成矿学研究手段。构造应力场是研究矿区动力学的重要组成部分,基于有限元分析软件ANSYS对高松矿田构造应力场进行数值模拟。在总结近年来研究区所取得的勘察结果的基础上,实地勘察实践,从区域地质特征入手,采用成矿构造数值模拟,对区内成矿机理进行了研究,总结了区内成矿规律,对后续研究区开采工作起到指导作用,为进一步找矿提供依据。     

深部高应力巷道岩体蠕变规律数值模拟分析

 在深部高应力环境中, 岩石具有强时间效应, 表现为明显的流变或蠕变。因此,深部巷道普遍存在难维护现象,以山西寿阳县段王矿巷道为研究对象,用FLAC3D建立三维巷道模型,进行了该区域巷道蠕变的数值模拟分析,得出了该区域巷道围岩蠕变的应力、应变、速度和塑性区的发展规律。为段王矿地区巷道支护的设计以及巷道岩体蠕变规律研究提供了参考依据。     

六苴铜矿深部岩体地应力特征分析与研究

六苴铜矿深部开采过程中面临着较大的高应力灾害问题,在综合对比分析目前国内外主要地应力测量方法的基础上,确定采用空心包体应力解除法进行矿区地应力测量。本次地应力测量工作共布置4个测点,对每个测点进行2次应力解除测量,大幅度提高了测试结果精度。测试分析结果得到了岩体最大主应力值、应力方向以及深部岩体的应力分布规律,可为后续深部巷道布置、支护设计优化等工作提供可靠的基础参数。     

基于采动应力场与微震活动性的岩体稳定性分析

为了研究采矿活动中的应力场、微震活动规律与围岩稳定性之间的关系,依托石人沟铁矿工程实例,详细分析该矿15号勘探线附近区域地下空区形成及露天坑内排过程中围岩体内部微破裂的产生、聚集及演化规律。利用有限元软件ANSYS建立力学模型,模拟不同采矿活动中的应力场分布。然后通过对比同一时期应力场与微震事件分布状态揭示应力场与微震活动性之间的关系：应力状态的改变会诱发岩体内部微破裂（微震活动性）的产生,应力集中会引起微震事件的区域性聚集。结合现场岩体地质状况,发现高能量微震事件大量聚集的区域岩体破坏程度较周围区域更为严重,说明微震事件所释放的能量及事件密度是岩体内部破坏程度的真实反映,因而将它们作为岩体稳定性的评价指标是可行的。最后,基于对以上关系的认识,结合下阶段矿山应力场分布状况预测了石人沟铁矿可能会发生岩体失稳破坏和地质灾害的危险区域,并提出了相应的防治措施。     

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。     

Implementation of the calculation method for stress state in rock mass with backfill

The author presents a method for calculating stress-strain state of host rocks and filling masses with allowance for the sequence of underground mining, and determines the stress filed redistribution in the course of extraction of flat-dipping ore bodies and of the reserves under open pit bottom. The mining variants most preferred from the geomechanical viewpoint are substantiated. __________ Translated from Fiz.-Tekh. Probl. Razrab. Polezn. Iskop., No. 5, pp. 14–26, September–October, 2008.     

六苴铜矿深部岩体地应力特征分析与研究

六苴铜矿深部开采过程中面临着较大的高应力灾害问题,在综合对比分析目前国内外主要地应力测量方法的基础上,确定采用空心包体应力解除法进行矿区地应力测量。本次地应力测试工作共布置了4个测点,每个测点进行了两次应力解除测量,大大的提高了测试结果的精度。测试分析得到了岩体最大主应力值、应力方向以及深部岩体的应力分布规律,可为后续深部巷道布置、支护设计优化等工作提供可靠的基础参数。     

基于统一强度理论的非均匀应力场圆形巷道围岩塑性区分析

基于统一强度理论，推导出非均匀应力场的巷道围岩塑性区边界线方程式，可用于预测不同侧压系数时地下深埋隧洞的塑性区大小及形状.当不同程度地考虑中间主应力的影响时，围岩塑性区形状和大小有较大不同，且随水平应力与垂直应力差异性的增大，这种影响趋于明显.     

非均匀应力场下巷道围岩弹塑性分析

根据岩石材料的变形特性,引入了在实际工程中对巷道围岩具有一定影响的参数,采用岩石应力-应变三线段力学模型,分析了非均匀应力场下圆形巷道围岩弹性区、塑性软化区、塑性残余区的力学形态,推导出了非均匀应力场下圆形巷道弹塑性的理论解。在此基础上给出具体算例,分析了不同的影响因素对巷道围岩的影响。通过实例表明：岩石的侧压系数、应变软化、支护压力对围岩的力学形态、塑性区大小都有很大的影响;随着侧压系数的增加,巷道两帮处的塑性区范围在减小;软化模量的降低可以减小塑性区的半径;支护压力增加也可以减小塑性区半径。了解岩石的侧压系数,控制岩体的软化模量,适时加大支护压力均能有效地控制巷道围岩的稳定性。     

流变扰动效应引起围岩应力场演变规律分析

阐述了岩石强度极限邻域等岩石力学新概念,分析了岩石流变扰动效应机理,建立了岩石多次受到扰动后的累积变形量的本构方程,根据建立的本构方程,结合岩石流变及其扰动效应试验成果,建立了第三蠕变阶段横向扰动变形与扰动次数关系方程,结合典型软岩工程--龙口海域巷道实际地质资料,提出了围岩应力场峰值点转移判别标准,得出了当相邻巷道爆破施工时,爆破扰动导致的围岩应力场演变规律。