金川岩体各向异笥与巷道支护变形破坏关系探讨

央体强度和变形的各向异性直接影响岩体的稳定。通过对金川二矿区１２１８水平采准巷道围岩岩石及岩体结构面分形、弹性波波速值和巷道围岩位移各向异性特征的具体分析,得出了围岩的各向异性是造成金川镍矿深采准巷道支护变形破坏的主要因素之一,也是巷道围岩变形量大、变形时间长的根本原因的结论。     

金川镍矿不良岩层巷道变形与支护研究

金川镍矿是我国最大的地下有色金属矿山,该矿具有地应力高、围岩破碎的特点,巷道支护是金川镍矿面临的一个严峻的问题.介绍了金川镍矿围岩的工程地质分类、地应力的分布规律和不良岩层围岩的基本特征,总结了金川镍矿不良岩层巷道的变形破坏规律,评价了过去该矿所用的各种巷道支护方式,并介绍了金川镍矿不良岩层巷道支护的新方法采用强力喷锚网支护作为一次支护,尽快的提供支撑抗力,有效的阻止围岩松散,并在有制约的条件下,容许围岩变形缓慢发展,使围岩应力得到一定释放.二次支护采用锚注式支护方式,使浆液注入岩体裂隙,配合喷锚支护,可以形成多层组合拱结构,扩大了支护结构的有效承载范围,改变了围岩的松散结构,提高了支护结构的整体性和承载能力.在局部围岩不稳固地段,采取喷锚网支护、网钢构架支护、U型钢拱架支护及现浇钢筋混凝土支护等措施,进一步提高支护强度,避免巷道的变形破坏.目前,这一新的支护方法已经在金川镍矿逐步推广应用.     

高应力软岩巷道围岩变形破坏研究

 以某有色金属矿山巷道为例, 给出了高应力软岩的定义, 论述了高应力软岩的特征、形成条件以及高应力软岩巷道围岩的变形破坏特征和类型, 分析了巷道开挖前后地应力状态的变化及其对围岩变形破坏的影响, 并从岩体和工程岩体围压状态变化和强度变化角度探讨高应力软岩围岩的变形破坏机理。     

充填法开采引起地表移动、变形和破坏的过程分析与机理研究

基于地表GPS监测及地下围岩变形破坏的调查取证等大量数据资料,以金川二矿区为例,针对由充填法开采引起的地表移动、变形和破坏的现状,分别对其进行了滞后于开采的分析、对矿山井巷工程安全影响的后效性分析及空间发展过程分析。指出导致金川二矿采用充填法开采引起地表移动、变形和破坏的滞后期长、后效性强烈的原因,如充填支护作用与间断面的摩擦作用等等,并指出矿体采出至充填体充入期间围岩发生的移动、变形和破坏与整个矿山的地表岩移、变形和破坏的关系,所得的结论与现场基本一致,对今后的生产具有一定的指导意义。     

金川露天矿东部采场边坡的变形破坏

矿区属高应力区.由于多次构造运动的作用,断裂十分发育,岩性复杂、岩体破碎,岩层呈陡倾层状,层间错动发育,使岩体具有软硬相间的特点. 随采深增加,边坡岩体在地应力和岩体自重应力作用下,在大爆破和采掘中长期频繁中爆影响下,边坡产生了严重变形破坏,经岩移观测和地质力学研究认为,老坑属滑移—倾倒—坍塌类型.东部采场系老坑扩延而成,由于长短轴比增大,在原变形破坏类型基础上发展,局部发生了二级次生滑坡.基于对滑坡后有一相对“平静”期的分析,在人工处理反翘陡坎弯折危石并严密监视边坡险情下,可回采部分矿石。本文提出露天矿开采及露转坑采中的一些教训,值得露采单位吸取.     

软岩巷道变形支护研究与实践

本文通过对黄陵二号煤矿井下巷道变形数据的实测,对破碎软岩巷道的变形规律及破坏特点进行了研究,得出了其变形规律,并对围岩的变形原因进行了探讨,得出了一些规律,基于巷道的破坏机理分析,给出了破碎软岩巷道支护的原则。研究结果对破碎软煤巷支护实践有一定的指导意义。     

软岩大变形巷道底臌破坏机制与支护技术研究

 随着资源开采由浅部向深部转移,如何有效地控制底臌成为深部软岩巷道支护中首要考虑的问题。针对国投新集刘庄煤矿围岩破坏严重、难支护的情况,结合刘庄煤矿制冷硐室所处的地质环境特点,在巷道围岩的物理力学特性、岩石矿物成分分析、现场地应力测量、现场大型真三轴流变试验的基础上,分析巷道底臌的主控因素,研究表明：本巷道底臌变形主要是由于软弱围岩在较高的水平构造应力作用下,产生明显的流变变形所致。在此基础上,对该巷道进行支护设计优化,提出一种由U型钢可压缩支架和泡沫混凝土填充结合预应力锚索的被动卸压与主动施压相结合的底臌变形控制方案,并通过数值方法验证该方案的合理性。     

金川二矿某巷道围岩力学参数对变形的敏感性分析

为了给金川镍矿采场及巷道稳定性分析的参数选取提供可借鉴的依据，利用非线性弹塑性有限元法，对位于金川二矿区底盘某采准巷道围岩力学参数(变形模量、泊松比、粘聚力和内摩擦角)对变形的敏感性进行分析。分析结果表明，这4个参数对变形的敏感度不尽相同，从大到小依次为：变形模量、内摩擦角、泊松比、粘聚力，且其变形模量与内摩擦角的敏感度远大于泊松比和粘聚力的敏感度。这一分析结果对今后金川镍矿的稳定性分析具有一定的参考价值，尤其要求对变形模量与内摩擦角的选取一定要谨慎。     

金川露天矿边坡变形机制及过程

本文介绍了金川露天矿边坡滑动-倾倒复合变形实例,它是在两种机制共同作用下发生的。岩体条块状碎裂结构对变形机制和发展过程起了控制作用。岩体结构的变形特性基本上符合蠕变三阶段发展规律,变形和时间呈幂函数曲线关系。岩体变形在本质上主要是其断层蠕变和结构面的剪切和开裂。岩体蠕变特性是岩体结构效应和时间效应的综合体现。     

金川二矿区采场巷道围岩与充填体收敛变形监测研究

金川二矿区深部开采过程中采场围岩及充填体的稳定性是二期安全生产中的关键技术问题.随着开采深度的增加,采场面积扩展和地压增大,采场围岩及充填体潜在着严重的屈服破坏和整体失稳的可能.为了进行采场及充填体稳定性预测,金川矿区对此进行了多种手段和全方位的变形监测.收敛监测是其主要监测手段之一.简要介绍了巷道收敛监测网布设、监测方案以及监测结果,并给出了监测所获得的一些结论.     

反倾向岩质斜坡变形破坏特征研究*

 以黄河上游某电站库区一大型反倾层状岩质斜坡的变形破坏为例,通过地质分析及数值模拟分析,揭示了该类斜坡的变形破坏是岩层在自重应力作用下作悬臂梁弯曲,使岩层发生弯曲变形,导致坡体后缘开裂、根部折断,前缘发生剪切蠕变,当坡体内折断带的剪应力超过其抗剪强度时,坡体逐渐错动下滑形成倾倒塌滑体。     

岩体裂隙化程度与岩体变形参数的关系研究

岩体的裂隙化程度是影响岩体结构类型、岩体质量优劣以及工程岩体综合评价利用的重要因素,因此岩体裂隙化程度的定量评价具有重要的工程意义.在介绍岩体结构面分类情况的基础上,选用单位面积节理数即平硐内硐壁每5 m硐段的裂隙总条数作为岩体裂隙化程度的量化指标.然后,结合黄河上游某水电站的工程实例,运用单位面积节理数指标,通过数理统计方法统计分析岩体中的裂隙条数,探讨了该指标与岩体变形参数的关系,为可利用岩体的评价提供了较好的理论基础.     

岩石变形与渗透性变化关系研究

将变形(应变)作为基本变量,引入损伤作为中间变量,建立新的渗透性演化模型.该模型可以用来计算岩石峰值破坏前,受剪切和拉伸破坏时的渗透性变化情况.模型经试验资料验证,在应力–应变峰值前与实测值吻合良好.     

围岩破坏特征与地应力方向关系研究

 结合实际工程需要,建立片帮分级标准,在此基础上提出由片帮发育部位和发育程度推测主应力方向的相关方法;同时,结合室内试验、切片扫描等手段,深入研究片帮面上拉张裂纹的成因机制,给出由拉张裂纹延伸方向确定初始地应力方向的方法。最后以我国西南一水电工程为例,基于坝址区片帮和拉张裂纹的调研结果,推测坝址区大主应力方向及其变化规律,对地应力测试工作形成有效补充,为后期工程设计提供支撑。     

岩体强度各向异性及其转化的应力条件

不连续面的存在导致岩体强度具有强烈的各向异性,然而随着围压的增大,岩体不连续性逐渐弱化,岩体强度的各向异性特征逐渐转化为各向同性特征。基于岩体硬性结构面的摩擦准则及岩体的Hoek-Brown强度准则,推导含坚硬结构面岩体强度各向异性转化为各向同性的临界围压23 c (54)/27m mσσ++≥,其中,σc为岩块单轴抗压强度,m为Hoek-Brown准则参数。利用前人开展的含结构面岩体试样的三轴试验,建立FLAC3D数值模型,对文中所采用的准则及所求得的临界围压进行验证。结果发现：数值模拟所得岩体强度与试验资料吻合较好;含单组硬性结构面岩体强度在围压低于临界围压时呈现各向异性,高于临界围压则呈现各向同性;含2组结构面(其中一组为贯通型结构面)的岩体,强度由各向异性转化为各向同性的临界围压符合所求得的临界围压;含3组非贯通型结构面岩体试样,因为锁固原因,试验所得的临界围压稍小于理论求得的转化围压。     

基于工程体-地质体相互作用的接触面变形破坏研究

针对工程体与地质体的相互作用机制,研究工程体和地质体之间不规则接触面的性质和表征方法;提出立方体覆盖的新方法来直接测量表面分维,提高了测量精度.利用光贴片试验研究不同接触形态地质体与工程体共同作用的界面效应(界面的变形、破坏和滑移规律).开发了具有非均匀性和分形特性的接触面单元,建立了具有接触面特性的两体(工程体与地质体)力学模型.研究碾压混凝土坝和岩基两体相互作用的破坏模式和影响因素,以客观评价大坝整体的稳定性问题.应用断裂力学研究碾压混凝土坝和坝基两体相互作用时不规则坝踵裂缝扩展的稳定性,获得了裂缝扩展的临界长度和荷载,研究结果表明:两体接触面的粗糙性阻碍了裂缝的扩展.     

基于工程体–地质体相互作用的接触面变形 破坏研究

 针对工程体与地质体的相互作用机制,研究工程体和地质体之间不规则接触面的性质和表征方法;提出立方体覆盖的新方法来直接测量表面分维,提高了测量精度。利用光贴片试验研究不同接触形态地质体与工程体共同作用的界面效应(界面的变形、破坏和滑移规律)。开发了具有非均匀性和分形特性的接触面单元,建立了具有接触面特性的两体(工程体与地质体)力学模型。研究碾压混凝土坝和岩基两体相互作用的破坏模式和影响因素,以客观评价大坝整体的稳定性问题。应用断裂力学研究碾压混凝土坝和坝基两体相互作用时不规则坝踵裂缝扩展的稳定性,获得了裂缝扩展的临界长度和荷载,研究结果表明：两体接触面的粗糙性阻碍了裂缝的扩展。     

垫层破坏模式的探讨及其与桩土应力比的关系

为合理设计刚性桩复合地基中的垫层 ,对垫层的破坏模式进行了探讨 ,并建议了垫层的一种破坏模式 ,同时给出了桩土应力比与垫层参数之间的关系式 ,为刚性桩复合地基设计中垫层参数的选取带来帮助。