用于采矿设计的岩石力学可行性研究方法

诺兰达技术中心（NTC）最近利用金刚石钻孔及地下测绘获得的岩石力学资料对采矿设计进行可行性研究。所采用的主要参数为岩体质量，岩体应力状态及矿体的儿体形态。地质资料和经验的设计技术融合在一起，形成对勘探工程或生产矿山内新矿点进行岩石力学评价的方法。采用岩石力学资料对采矿进行设计的基础为修正的岩体分类NGI（Q）系统（Barton等，1974）和修正的稳定性图形（Potvin等，1989），Q系统岩体分类根据以下6个参数进行描述：式中：Q-岩体质量；SRF-应力折减系数；RQD-岩石质量指标；Jn-节理组数；Jr-节理粗糙度；Ja-节理蚀…     

上庄矿区岩体分类及工程稳定性预测

本文使用Bieniawski的节理岩体CSIR分类法和Barton等人的NGI隧道质量指标Q值系统对上庄矿区的岩体进行了分类。根据分类结果,对矿区岩体进行了分级,预测了巷道围岩的稳定性,提出了相应的支护参数及采准工程支护方案。     

丰山铜矿北缘采区矿岩稳定性分级的灰色聚类方法研究

根据丰山铜矿北缘采区的矿体赋存条件及开采特点，综合国内外矿岩稳定性分类的方法，提出了以岩体质量指标、单轴抗压强度、岩体完整性系数、节理间距和节理状态等5项指标评定该采区矿岩稳定性的指标体系，并应用灰色定权聚类法对矿岩的稳定性进行了综合分级，分级的结果符合工程实际。     

基于强度折减法的节理岩质边坡支护稳定性分析

对于岩质边坡,强度折减系数法在边坡开挖计算中便采用降低的岩体参数,初始地应力计算和边坡初始状态不同,计算过程与强度安全系数定义不一致。提出了改进的强度折减系数法,充分考虑了岩质边坡初始地应力的影响,所得到的安全系数更加符合实际,并以四川九架棚大桥节理岩质边坡稳定性分析为例,采用改进的强度折减系数法对该边坡稳定性进行了分析。采用文中方法对九架棚大桥理县侧节理岩质边坡锚杆支护稳定性进行分析,分析结果表明,采用锚杆支护后的节理边坡塑性区分布较小,安全系数为1.2,支护后的岩质边坡处于稳定状态。     

试桩极限承载力计算

对试桩竖向极限承载力的取值方法及折减系数λ的多解性进行了有益的讨论与计算,给出了确定极限承载力折减系数λ的选取方法,可供设计参考.     

节理剪胀耦合的岩体渗透特性数值研究与经验公式

利用UDEC软件,建立岩石节理剪胀导致岩体渗透特性改变的离散元数值模型,探讨节理剪胀效应对岩体等效渗透系数的影响。数值研究表明,在节理法向闭合和节理剪胀两种机制的共同作用下,随偏应力系数的增加,岩体等效渗透系数遵循先减小后增加的变化规律。当偏应力系数较小时,节理法向闭合机制占主导因素,导致等效渗透系数随偏应力系数的增大而减小;当偏应力系数较大时,节理剪胀机制占主导因素,导致等效渗透系数呈数量级增加。在岩体等效渗透系数的流固耦合方程中必须体现节理剪胀因素。提出的裂隙岩体等效渗透系数经验公式考虑了节理法向闭合和节理剪胀对等效渗透系数的贡献,且物理意义明确;最后参考J.ZHANG的实验研究成果验证了经验公式的合理性。     

考虑损伤顺层节理岩质边坡稳定性分析

边坡开挖造成节理岩质边坡的浅部局部破坏。基于极限平衡法和强度折减法对顺层节理岩质边坡的稳定性进行研究,系统地分析岩质边坡节理倾角、损伤长度和程度对边坡安全系数和破坏过程的影响。结果表明:边坡安全系数与节理倾角密切相关,边坡安全系数随着节理倾角的增加先减小、后增大,优势节理倾角在35°~45°;随着节理损伤长度的增加,边坡安全系数近似线性减小;节理损伤的岩质边坡坡顶更易产生剪应力集中,从而加速边坡失稳,节理岩质边坡破坏模式为沿着节理面向下整体滑动;节理损伤程度对边坡稳定性影响较明显,节理损伤越长,安全系数随损伤程度的增大而加速下降。     

采场稳定性分类

本文根据Bieniawski的地质力学岩体分类法的基本原理,基于岩石的单轴抗压强度、RQD、节理间距、节理状态和地下水条件等五个参数,定出一种采场稳定性分类方法。文中分别给出五个参数的评分,并根据顶板、矿柱及底板岩体的各自评分,分别乘以系数0.6,0.25,0.15,然后相加得出采场稳定性评分R_v,再根据是否有结构面穿过进行修正,最后得出最终评分。将其分为五级,分别给出了采场不同跨度和相应的稳定时间和围岩处理措施。     

整体式斜交板桥的受力分析与研究

小跨径的斜交板桥在高速公路建设过程中还是比较多的,但斜交状态下的斜桥弯矩及扭矩折减系数在桥梁的计算中是比较困难和繁琐的.基于整体式斜交板桥的实际构造情况和用于空间结构分析的大型有限元软件ANSYS,对于新规范下整体式斜交板桥的内力进行了空间分析,对影响折减系数的各种因素进行了多方面的研究.同时并计算出了各斜交状态下的斜桥弯矩及扭矩折减系数,供相关人员参阅.     

采矿用岩体分值地质力学分类法

采矿用岩体分值(MRMR)分类法是为适应各种采矿要求于1974年在 CSIR 地质力学分类法的基础上发展而来的.两者间的根本区别在于 MRMR 分类法认为原岩分值须根据开采环境进行调整,以便最后得出的分值(MRMR)可用于矿山设计,调整的参数有风化,次生应力,节理方位和爆破影响。也可用岩体分值(RMR)确定出通常的岩体强度(RMS),然后再加以调整,得出用于设计的岩体强度(DRMS).这种分类法用途广泛,岩体分值、采矿用岩体分值及用于设计的岩体强度可为矿山设计提供有益的指导.但是,在某些情况下则需要进行更为详细的调查,即在某一情况下需将着重点放在本方法的某些特定参数上.在采场或矿柱内外,对具有连续性的狭窄软弱的地质特性必须加以区别,分别打分.本文将论述打分的方法,并提出本方法用于矿山设计的实例.     

基于强度折减的土钉支护基坑稳定性评价

将强度折减法应用于土钉支护基坑稳定性的分析,借助连续介质显示拉格朗日有限差分方法逐步折减土体的强度,当强度折减到某一数值以后,计算不收敛,此时的折减系数即为安全系数.通过实例计算,并与传统的极限平衡分析法比较,发现两者结果很接近,说明这种方法是可行的.     

基于GSI指标确定节理岩体的峰值和残余强度

岩石的地质强度指标GSI广泛应用于节理岩体的强度参数计算.首先采用定量化的GSI系统确定岩体的峰值强度参数,通过对峰值GSI值进行折减,得到残余地质强度指标GSIr,计算残余强度参数,根据Hoek-Brown强度准则计算节理岩体的抗压及抗拉强度.然后针对四种典型岩体做了峰值和残余强度的计算分析.最后,利用适用于岩石类脆性材料的弹塑性损伤模型,分析模拟残余强度对地下开挖围岩塑性区范围的影响.     

3DEC应用中节理岩体力学参数的选取

离散单元法是一种适合于节理岩体的数值分析方法，其解决工程实践的关键问题往往是力学参数的选取。从损伤力学的角度，RMLR分类法同时结合Hook-brown强度准则进行节理岩体变形参数和强度参数的选取，用以解决工程实践问题。     

基于遍布节理模型的边坡冻融循环研究

为探究顺层岩质边坡在冻融循环作用下的运移规律,以FLAC3D数值模拟软件内置遍布节理模型为研究手段,通过FISH语言和“二分法”编程实现强度折减法在遍布节理模型中的应用。选用不同的节理面倾角和边坡角互相组合计算安全系数,确定安全边坡角;固定边坡角和节理面倾角,发现边坡安全系数随倾向的改变呈对称状分布。对比分析遍布节理模型和摩尔—库伦模型下边坡运移规律,前者计算的边坡安全系数要小于后者;相同情况下添加节理面的遍布节理模型边坡位移和速度变化更符合实际情况。边坡在冻融循环作用下,以遍布节理模型为本构模型研究边坡运移规律,其研究结果更加符合实际现象,能够为矿山开采中遇到的边坡冻融问题提供参考依据。     

地下工程岩体稳定性分类

本分类采用多因素的综合分类法,以岩体的结构特性为基础来表征其工程地质特征。同时还反映岩体的物理力学特性以及受力时变形破坏的基本方式和规律。分类对岩体特性的分析力求详细、准确,并以岩体的完整性、剪切折减系数和强度指标,用列表法予以相对应,以便尽可能地反映客观实际情况。围岩压力值的确定方法拟用经验、实测和理论计算相结合的方法,避免了各种方法的局限性。     

基于边坡稳定性计算方法比较分析

将强度折减法应用于边坡稳定性分析中,折减土体强度,代入有限元程序进行计算,直至计算不收敛,此时的折减系数即为安全系数。结合工程实例,将强度折减法应用于边坡稳定性的分析,利用瑞典圆弧法,结合岩土工程设计类软件天汉以及有限元分析软件ABAQUS分析边坡稳定性,并对安全系数进行对比,3种计算方法得出的安全系数差别不大,安全系数精度都能满足工程要求。     

非贯通节理对隧道稳定性影响的数值计算

如何更好地模拟非贯通节理对岩体力学特性的影响一直是岩体力学与工程研究的热点内容之一。在对目前非贯通节理岩体力学的研究现状及存在问题进行分析的基础上,采用Phase26.0软件对非贯通节理岩体中隧道开挖引起的围岩变形与破坏进行模拟研究。重点模拟了节理几何特征(如节理长度、倾角、间排距)及力学参数(节理壁面抗压强度、粗糙度系数、残余内摩擦角及节理法向及切向刚度)对隧道围岩变形及破坏的影响。结果表明,与完整岩体相比,节理岩体中的隧道开挖将引起围岩变形大大增加,节理几何特征及力学参数对围岩变形及破坏均有较大影响,且当节理与隧道边界相交叉时,节理对隧道围岩变形及破坏的影响尤其强烈。     

考虑岩土蠕变特性的边坡长期稳定性研究

基于FLAC3D的Cvisc模型,采用考虑岩土蠕变特性的强度折减法对十堰某建筑场地边坡进行稳定性计算,得到了监测点在不同折减系数下的蠕变曲线。对蠕变曲线的位移变化规律进行分析,确定了边坡工程的长期稳定性系数。与传统强度折减法进行比较,结果表明：考虑岩土体蠕变特性时的边坡稳定性系数为1.18,不考虑岩土体蠕变特性的边坡稳定性系数为1.30,说明岩土体蠕变特性不利于边坡的长期稳定,建议采用稳定性系数1.18作为边坡支护的设计参数。     

岩体力学参数取值方法及在龙桥铁矿中的应用

为获取满意的岩体力学参数,对常用岩体力学参数取值方法进行了比较分析,研究发现,由于处理方法的不同,得到的结果差别也较大.结合龙桥铁矿实际情况,采用E.Hoek法、弹性波法、经验折减法及系数换算法4种方法综合考虑各种折减方法所得结果,各参数一般情况下取各折减方法所得结果的平均值,弹性模量按岩石的1/3取值,提出龙桥铁矿岩体力学参数的合理推荐值.     

综合安全系数局部强度折减法的应用研究

通过FLAC3D中的fish语言编写自定义强度折减程序,在边坡局部区域对边坡黏聚力和内摩擦角分别采用不同的折减系数进行折减,最终得到综合安全系数。算例结果表明,基于综合安全系数的局部强度折减法可以有效弥补传统强度折减法的不足,其对边坡的稳定性分析结果是合理可信的。