基于拟合优度指标评价的岩土参数甘分布研究

岩土参数的概率分布对可靠度计算结果有重要的影响.对岩土参数概率分布的确定,目前多用的是拟合检验的方法,常用的检验方法?2检验法和K-S检验法.但这两种方法在检验的过程中,由于样本数量有限,会造成接受多个假设分布的情况.本文在χ2检验和K-S检验的基础上,利用经验函数与假设理论分布函数的偏差,定义一个新的拟合优度指标R.利用该指标,能够迅速准确地确定岩土参数最优的概率分布,有良好检验效果,且指标的数学意义清楚,理解简单方便.     

基于拟合优度指标评价的岩土参数概率分布研究

岩土参数的概率分布对可靠度计算结果有重要的影响．对岩土参数概率分布的确定，目前多用的是拟合检验的方法，常用的检验方法是X^2检验法和K—S检验法．但这两种方法在检验的过程中，由于样本数量有限，会造成接受多个假设分布的情况．本文在X^2检验和K—S检验的基础上，利用经验函数与假设理论分布函数的偏差，定义一个新的拟合优度指标R．利用该指标，能够迅速准确地确定岩土参数最优的概率分布，有良好检验效果，且指标的数学意义清楚，理解简单方便．     

多项式曲面拟合法在GPS高程拟合精度分析中的应用研究

为了对GPS高程拟合精度进行分析，采用多项式曲面拟合法，分析了二次曲面拟合方法、三次曲面拟合方法以及在求解待定点的正常高的计算过程，研究了测量精度，主要包括外符合精度、内符合精度和模型精度，然后，采用Matlab软件，研究了地质高程拟合流程，通过实例验证了多项式曲面拟合法在GPS高程拟合精度分析中的应用。研究得出，地质高程的拟合精度与拟合地区的地形，起算点的拟合方法、数量，起算点的空间分布有着密切的关系；多项式曲面拟合模型尽量选择已知点分布均匀且位于测区周边。该方法具有较好的使用性、有效性和实用性。     

单轴压缩下煤岩损伤研究

根据前人对煤岩的实验研究,采用岩石强度随机统计分布假设,建立了能够较好的反映煤岩单轴压缩状态下的初始压密段和残余强度的分段损伤本构方程,并且给出了其中参数的确定办法。利用刚性实验机进行了煤岩单轴压缩实验,对应力-应变曲线与损伤的关系进行了分析。利用实用复合形法对所提的损伤本构方程进行了参数求取。拟合结果表明理论和实验结果符合较好。     

基于损伤统计本构模型的煤层冲击倾向性研究

针对目前国内煤层冲击倾向性指标存在的问题,基于煤岩应变强度理论、煤岩微元强度服从Weibull随机统计分布的假设和连续介质损伤力学理论,采用单轴压缩下煤岩损伤统计本构模型,用最优化方法确定该模型的关键参数,同时分析了各参数的物理意义,进而给出了冲击能指数和弹性能指数的理论计算方法,并提出了最大损伤速率和反应动态破坏时间的动态损伤应变新指标。数值试验和现场试验结果表明：采用最优化方法确定该模型参数能更好地拟合煤岩应力-应变全过程曲线;修正后与新提出的冲击倾向性指标理论计算方法合理可行,物理意义明确,能很好地反映煤层的冲击倾向性,为深入研究煤层冲击倾向性的本质提供了一种新的思路。     

织物芯输送带拉伸强度试验下各数据的概率分布研究

从织物芯输送带拉伸强度试验获得应力与形变的样本数据,对拉伸强度、拉断力、拉断伸长率、参考力伸长率进行了分析统计;以不同的概率分布模型进行了拟合,并采用K-S检验法确定了各数据最适用的概率分布模型,对拉伸强度进行了简单的可靠性分析。研究结果表明,拉伸强度分布、拉断力分布、拉断伸长率最适合用Laplace分布来描述,而Weibull分布最适用于参考力伸长率分布。该试验的统计分析结果可为深入认识输送带的变形破坏规律和工程安全可靠度或失效概率研究提供试验数据支撑。     

强度折减法在高填方土质边坡稳定分析中的应用

在高填方土质边坡稳定性分析中,基于强度折减法的有限元模拟克服了传统极限平衡法的诸多不足,不仅能得到比较可靠的边坡安全系数,还能得到边坡坡体的应力、塑性区分布及变形趋势等信息。以实际高填方土质工程为研究背景,采用分施工阶段的强度折减法有限元模拟,计算边坡安全系数,分析得到各个阶段的位移变化情况。并采用极限平衡法对边坡进行对比分析,验证了强度折减法应用在该高填方土质工程边坡稳定性分析中的可靠性。     

Kriging的两步极小法在GPS高程拟合中的应用

Kriging方法的核心是变异函数的求取,建模过程中往往只考虑拟合点的点位分布情况,而没有进一步考虑各个拟合点对建模结果的影响.采用Cook距离统计方法对参与变异函数参数求解的拟合点进行筛选,可以提高参数求解的精度.将Cook距离应用于二次多项式下的Kriging模型,实验表明通过对拟合点的筛选,模型构建精度提高了34.7％.     

基于滑动多项式拟合模型的建筑物垂直沉降预测

多项式拟合是预测建筑物垂直沉降时应用最广泛的模型之一,但模型受外界影响较大。为了更加充分的利用观测信息,减少外界因素影响,提出了滑动多项式拟合模型。该模型要求参与建模的数据个数保持不变,以新观测的数据取代旧有的数据,从而获得新的拟合参数,预测沉降量,并利用秩和检验对模型进行了检验。通过实例验证,得出滑动模型预测效果明显优于常规模型预测效果的结论。     

椭圆形深凹露天矿时效边坡稳定性基础理论研究

假设深凹露天矿边坡岩体强度参数随时间呈平稳性时间序列变化,并视其为连续、均质、各向同性的弹性体,且同时承受自重应力和水平应力共同作用。利用时间序列建模,得到任意时间下相关岩体强度参数的预测值关系式。在对其进行椭圆形喇叭曲面开挖情况下,取其边坡任意水平岩环作为力学分析的模型,结合轴比论、库伦-莫尔理论以及微元体临界下滑条件推导出具有时效性的椭圆形深凹露天矿边坡环向应力表达式,拟合椭圆形深凹露天矿稳定边坡形状。该边坡不仅能保证其稳定性,而且能减小剥采比,改善矿山经济效益。     

太和铁矿冰碛土体的抗剪强度预测模型

采用耦合元胞自动机(CA)与FLAC^3D的三轴数值模拟试验方法, 对太和铁矿冰碛土体的抗剪强度参数模拟样本进行了统计分析和非线性拟合, 分别建立了抗剪强度的2个经验预测模型, 即概率模型和确定性模型, 为太和铁矿采场边坡工程及冰碛土相关岩土工程的设计与评价提供了可靠的强度参数。     

砂岩Holmquist-Johnson-Cook模型参数确定

HJC模型在混凝土动态破坏数值模拟中应用广泛,但由于模型中包含参数较多,确定参数需要大量实验,目前缺乏准确可信的岩石材料HJC模型参数。为合理确定砂岩HJC模型参数,对取自四川威远的粉砂岩进行相关静力学实验,获得岩石的弹性模量、泊松比、单轴抗压强度以及抗拉强度等参数。应用三轴压缩实验和单轴SHPB冲击实验,分别得到了该砂岩极限面参数、率效应参数、压力参数和损伤模型参数的取值。基于上述模型参数利用有限元程序LS-DYNA对粉砂岩SHPB冲击实验进行数值模拟,结果表明,实验和模拟的应力-应变曲线形态吻合较好,模拟得到的动态峰值强度和峰值应变与实验结果的平均误差均未超过10%,验证了该HJC模型参数实验测定方法的合理性和有效性。     

散体矸石力学参数标定与矸石山边坡稳定性分析

以李家壕煤矿矸石山为例,对矸石山边坡稳定性问题进行了较为全面的研究。对于散体矸石无法直接制作成样测试力学强度参数的问题,借助模拟软件PFC3D对散体矸石的力学参数进行了反演,通过侧限压缩试验和三轴压缩模拟试验测得了散体矸石的抗剪强度参数;利用试验所得抗剪强度参数,用FLAC3D数值分析软件对李家壕煤矿矸石山边坡进行了整体的剪切塑性区分析,得出潜在剪切破坏区域对工业广场安全性基本无威胁;二维稳定性分析得到的安全系数在1.2左右,该计算结果表明该矸石山边坡整体暂时处于较为稳定的状态,根据位移云图确定防护区域应该集中在上部2个台阶位置,能够有效避免局部失稳。同时为了保证长期的稳定性,结合矸石山的特点,提出了相应有效的治理措施。     

深部砂岩力学特性试验与本构模型

为深入探究岩石强度劣化特性对深部开采工程稳定性的不利影响。以红庆梁深立井工程为背景,对现场砂岩岩样开展不同围压条件下三轴压缩试验,结合Mohr-Coulomb强度理论研究了砂岩应力-应变、强度与变形等特征;基于岩石损伤变量服从Weibull分布的特点,推导出砂岩损伤软化本构模型,探讨了模型参数F_0和m与围压的函数关系,结合模型参数对模型的影响及砂岩应力-应变曲线变化特点,采用非线性拟合方法对模型参数进行修正,最后得到修正的损伤软化本构模型;利用FLAC~(3D)对修正后的本构模型数值求解,将理论计算结果与砂岩全应力-应变曲线对比验证;通过构建马头门硐室围岩数值模型对修正后本构模型进行工程应用,并分析了数值计算结果的合理性。结果表明:①砂岩变形参数对围压敏感度较低,强度参数受围压影响较大,不同围压条件下,当应力达到峰值后,砂岩呈现出明显的应变软化特性;②通过FLAC~(3D)数值验证结果可知,损伤软化模型理论计算应力-应变曲线与试验曲线高度吻合,说明模型具有较高的真实性,能反映砂岩在复杂应力状态下的破坏全过程;③利用数值模拟方法对深部马头门硐室围岩与支护结构破坏规律分析表明,在拱顶及拱肩位置较易出现塑性剪切破坏,并且与实际工程中支护结构破坏位置及范围基本相同。     

基于莫尔-库伦强度理论的岩石冲击危险性判据

岩爆(冲击地压)日益成为危害工程安全生产的灾害,建立有效判据对于防治这类灾害具有重要意义。基于莫尔-库伦强度理论,通过解析几何数学方法,推导建立了冲击危险性应力指标,并以二长花岗岩为试验材料,采用三轴试验方法,对该判据予以了证明分析。研究表明:1基于摩尔库伦强度理论建立的冲击危险性判据——冲击危险性应力指标与岩石稳定状态具有良好地相关性,该值越大,相对应力水平越高,岩石发生冲击破坏的可能性越大。2冲击危险性应力指标可以反应岩石在某一应力水平下的冲击危险程度,弥补了单独分析最大主应力和最小主应力作为单一分析指标的不足,反映了应力参量和材料物理力学参量(内摩擦角、黏聚力)等对岩石冲击危险性的影响。3为数值计算方法提供了新的分析指标,可根据数值计算结果进一步计算出冲击危险性应力指标在空间的分布情况,反映出不同空间位置的岩体的冲击危险性情况,为岩爆发生提供预测依据。     

基于支持向量机的概率积分法参数计算方法

为准确确定概率积分法参数值,在综合分析影响概率积分法参数的地质采矿因素的基础上,建立了基于支持向量机的概率积分法参数计算模型。以43个典型岩移观测站的实测数据作为训练和测试样本,以十折交叉验证的方法选取支持向量机参数,采用MSE、MAPE和WIA准则评定模型的精度和预测能力。应用该模型计算4个测试样本的概率积分法参数,所有计算结果误差均小于3倍中误差,最大相对误差为9.6%,表明所建立的概率积分法参数模型计算结果准确可靠。     

基于采充时序的空场嗣后充填体强度要求优化研究

为解决江西某钨矿空场嗣后充填法一步骤采场充填体强度要求优化设计问题,以该矿开采技术条件为基础,利用加拿大米切尔法进行了强度要求解析计算,并基于实际采充时序过程,考虑充填体与矿岩接触作用、二步骤采场非胶结充填体对一步骤采场胶结充填体侧向推力作用,提出了充填体强度要求修正解析方法,并计算了同等条件采场充填体强度要求,进而采用FLAC3D开展采充时序过程中一步骤采场充填体强度要求数值解的搜索计算,对比分析了充填体强度要求数值解与两种解析解,讨论了米切尔法的适用性,校验了修正解析模型可靠性,可为同类矿山充填体强度要求优化计算提供参考。     

基于Weibull分布的巷道围岩开挖损伤分析

首先,在假定微元强度服从双参数Weibull分布的基础上,分析了围岩微元破坏概率和临界破坏概率,依据围岩完整程度不同,分析了巷道开挖后的围岩损伤;随后,运用岩石破裂过程分析软件RFPA,分别对不同均质度的巷道围岩开挖损伤进行了数值模拟分析。结果表明,伴随围岩均质度增加即围岩完整程度增加,围岩起始损伤延后,临界破坏概率越来越小;在围岩微元所受载荷达到其统计平均抗压强度前,围岩的均质度越低其巷道开挖后的围岩损伤值越大;在微元所受载荷达到统计平均抗压强度后,围岩均质度越高其巷道开挖后的围岩损伤值越大,其巷道开挖后的危险率越高,且往往具有突发性;巷道开挖后的围岩损伤破坏程度与围岩完整程度和抗压强度关系密切;分析结果与模拟结果是一致的。     

窄长采场胶结充填体强度要求及结构设计

为了解决金厂河多金属矿空场嗣后充填法窄长采场胶结充填体强度要求优化设计问题,以该矿矿岩-充填体力学参数为基础,利用优选3种理论方法,进行了强度要求解析计算.通过构建矿山典型开采区域的三维数值模型,采用FLAC3D软件开展了两步骤采充时序的数值模拟计算,搜索得出了一步骤窄长采场胶结充填体极限稳定状态下的强度数值解,进而对...     

似膏体充填开采沉陷的FLAC3D数值模拟

基于FLAC^3D数值模拟软件与Midas/GTS辅助建模技术,采用Mohr Coulomb本构模型,对西马煤矿南一采区工业广场保护煤柱范围内的1327工作面进行了似膏体充填开采后的地表移动变形预计分析,并将其结果与概率积分法预计结果进行比较,得出FLAC^3D模拟结果（该结果符合实测数据）。分析结果表明:FLAC^3D数值模拟不需要确定繁杂的参数,而是以实际钻取的煤岩的物理参数为计算依据,较概率积分法更为简捷;研究成果为似膏体充填开采沉陷预计分析探求了一种更为高效的研究方法,也是对于传统概率积分预计方法的有效补充。