岩石隧洞锚喷支护的稳定性分析

结合工程实例介绍了岩石力学弹塑性理论中解析分析方法在引水岩石隧洞锚喷支护稳定性分析中的应用。     

基于Weibull分布的岩石损伤本构模型研究

利用连续损伤理论和统计强度理论，提出了模拟岩石破裂全过程的损伤本构关系，并在此基础上建立了完整的损伤统计本构模型，且在所建立的损伤统计本构模型的四个基本方程中，引入岩石应力应变全过程曲线特征参量，并考虑岩石应力应变全过程曲线的几何条件，解决了传统方法求解本构方程中参数的难点，同时提高了精度．通过与砂岩试件三轴压缩试验实测结果对比，证明模型可以很好地反映岩石的应力-应变关系．图2，参7．     

深部巷道失稳的突变理论分析

在考虑围岩力学指标弱化的基础上，运用突变理论探讨了深部巷道失稳破坏的机理；基于势能原理，建立了尖点突变模型，导出了失稳的力学判据务件。结果表明：深部巷道的失稳不仅受岩体特性及所受载荷的影响，而且与围岩中承栽区和松动区的刚度比有关；围岩力学指标弱化程度越高，松动区范围越大，系统失稳的可能性就越大。结合工程实例进行分析，分析结果与实际经验一致，可为预防深部巷道失稳破坏、采取合理措施提供参考依据。     

岩石试件非线性黏弹塑性蠕变模型分析

建立了非线性黏弹塑性蠕变模型,并建立了模型的本构方程。通过引入岩石的流变指数建立的非线性黏弹塑性蠕变模型,较好地反映了岩石试件的3阶段蠕变过程,充分描述岩石加速蠕变特性;同时,得出岩石试件在恒应力状态下的蠕变变形、蠕变速率和蠕变加速度的解析表达式。通过分析得到:岩石试件在恒应力下,岩石试件在经过一定时间后进入加速蠕变阶段,这一时间的长短与岩石试件的力学性质有关,特别与岩石的流变指数有很大的关系;岩石的流变指数是岩石的一个重要指标,它对岩石蠕变增长快慢程度有着重要的影响,岩石的流变指数越大,岩石越容易进入流变加速阶段,越容易失稳。     

关于岩石材料的流变力学模型

矿山岩体受力变形是在一定的时间和空间中发生。讨论其特性的流变力学模型主要有经验模型和组合模型两大类。近几年 ,出现了弹性 -粘塑性模型、滑移开裂模型、破裂间断波模型、突出流变机理学说及广义弹 -粘 -塑性模型等 ,有利于对岩石 (体 )材料力学性质的深入研究。     

试论我国岩石力学的研究现状与发展动向

从岩石力学试验、本构理论、岩石损伤力学、分形岩石力学、数值计算方法、计算机技术在岩石力学中的应用等方面对我国岩石力学的研究现状进行了分析研究,并进而对我国岩石力学发展的新动向进行阐述.     

岩石失稳的非线性动力学预测分析

论述了非线性动力学基本理论,将非线性动力学分析方法应用于岩石失稳预测中,建立了岩石失稳非线性动力学数学模型,用Lyapounov指数、Lyapounov信息维、Lyapounov信息熵、可预报时间尺度4个预测指标对岩石稳定性进行预测,并通过岩石单轴载荷声发射实验进行了验证。     

基于细观角度的岩石冲击动力学研究进展及展望

岩石固有属性的差异影响着其受载力学性能及细观损伤演化规律,寻找冲击荷载下岩石宏观破坏与细观结构的内在联系对于了解岩石材料爆破特性有着深远意义。将岩石的细观结构与动力学特性相关联,综合评述了岩石静力学中宏观-细观两种尺度相结合的研究进展,对岩石动力学研究中现有技术手段的不足进行了归纳,指出未来岩石动力学应从理论方面汇总了动态损伤本构模型的研究进展,从试验和模拟手段两方面总结了基于细观角度的岩石动力学损伤规律。指出未来岩石动力学应从理论、试验以及模拟手段三个方面进行更深入的研究。     

岩石试件非线性黏弹塑性蠕变模型研究

蠕变是岩石的重要力学特征之一。根据岩石全过程应力-应变曲线的特征,建立非线性黏弹塑性蠕变模型,并建立了模型的状态方程、本构方程、恒应力状态下的蠕变方程和恒速率应力状态下的蠕变方程。通过引入岩石的流变指数建立的非线性黏弹塑性蠕变模型,较好地反映了岩石试件的3阶段蠕变过程,充分描述岩石加速蠕变特性;同时,得出岩石试件蠕变变形、蠕变速率和蠕变加速度的解析表达式。通过分析,岩石试件在恒应力速率下,只要应力大于岩石的长期强度,岩石试件就进入加速蠕变阶段;而在恒应力下,岩石试件在经过一定时间后才能进入加速蠕变阶段,这一时间的长短与岩石试件的力学性质有关。     

深部软岩巷道围岩变形规律及稳定性控制技术

以某矿IV621风巷为研究对象,采用现场调研、数值模拟和工程实践相结合的研究手段,对深部软岩巷道的变形机理及控制方案进行了分析,确定了该风巷的最佳支护方案,并应用于现场。结果揭示了破碎软岩巷道掘进期间巷道表面及巷道深部围岩移近量的时间效应;分析了锚杆支护、锚索支护和联合支护在控制围岩变形量的情况;现场实践中,巷道顶底板移近量缩小至95 mm以内,两帮移近量缩小至100 mm,符合煤矿安全生产的需要。     

大断面硐室围岩塑性区变形及稳定性控制

针对蓄水电站排水大断面硐室围岩塑性变形失稳问题,采用现场调研与弹塑性理论及损伤理论相结合的方法,建立了支护作用下硐室围岩变形力学模型,推导出了围岩塑性区半径及其变形解析解,并运用算例分析了围岩塑性区半径及变形演化规律。同时,采用钻孔窥视仪探测了大断面硐室围岩破坏特征,提出了采用浅部锚固-深部悬吊与注浆相结合的支护方法对大断面硐室围岩的稳定性进行控制。经现场实践表明,该方法能够使大断面硐室围岩变形及整体性得到有效控制,围岩的稳定性得到保障。     

岩石变形破坏过程的热力学分析

岩石在变形破坏过程中始终不断与外界交换着物质和能量,岩石的热力学状态也相应的不断发生变化。根据非平衡热力学理论,从理论上解释了岩石变形破坏过程的能量耗散及能量释放特征。在岩石的变形破坏过程中,热量供给和岩石体积元的形状及位置变化作为岩石体积元内塑性硬化、微缺陷形成等的能量源,导致弥散在岩石内部的微缺陷不断演化,从无序分布逐渐向有序发展,形成宏观裂纹,最终宏观裂纹沿某一方位汇聚形成大裂纹导致整体失稳(灾变)。从力学角度而言,它实际上就是一个从局部耗散到局部破坏最终到整体灾变的过程。从热力学上看,岩石(岩体)这一变形、破坏、灾变过程是一种能量耗散的不可逆过程,包含能量耗散和能量释放。岩体总体灾变实质上是能量耗散和能量释放的全过程,而灾变瞬间是以能量释放作为主要动力。     

库岸区岩质边坡稳定性分析研究

通过岩质边坡稳定性各种极限平衡法的对比分析,结合库岸桥址区岩质边坡治理的工程实例,采用Sarma法对边坡在各种工况下的稳定性做出合理的评价。     

某硬岩隧硐围岩收敛变形特性分析研究

新奥法隧硐施工法的精髓就是允许围岩适度变形,对围岩初始应力部分释放,在产生大的变形前及时用柔性支护防护进行约束,形成承载环,充分利用围岩的自承能力,大大减少支护工作量,因此,对围岩的允许适度变形的把握在硐室设计和施工中就尤为重要。硐室施工过程中对岩体进行变形监测,分析得出围岩变形规律,对硐室的支护方案设计和支护时机把握起到积极作用。收敛变形是各种监测方式中最简单和最直接的方式,能直接反应出变形规律,也是目前隧硐施工中应用最广的一种监测方式。通过对硐室收敛变形监测结果进行处理,利用EXCEL软件分析变形量、变形速率与时间、掌子面推进距离之间的关系,寻找出围岩的收敛变形规律,指导硐室支护设计和施工。     

软岩巷道围岩变形原因分析及支护对策

针对长平矿井Ⅲ2309工作面回风巷道在工作面回采期间顶底板及两帮变形严重的问题,通过井下现场调研和观测巷道的支护形式、围岩变形以及锚杆锚索破断情况,对巷道变形原因进行分析,结合巷道围岩特点,提出合理的支护建议及支护方案,并观测补强支护后围岩变形量,得出应超前工作面100m以上及时进行补强支护,且支护构件的强度要与锚索相匹配。     

重复采动影响下巷道围岩变形规律及其稳定控制技术

为解决米村煤矿-150m泵房受上覆两侧煤柱工作面重复采动影响而产生的支护困难问题,基于FLAC2D数值模拟和现场实测,分析巷道围岩变形规律,提出了锚索加厚增稳围岩控制技术,并进行了现场工业性试验。研究结果表明:在上覆两侧工作面重复采动影响下,底板巷道围岩应力场和位移场表现出明显的非对称性,顶底围岩移近量大于两帮,右帮大于左帮,且巷道两帮深部围岩位移对上覆两侧采空区整体位移场表现出一定的敏感性;采用锚索加厚增稳技术可以充分发挥深部围岩的承载能力,突出围岩-支护承载拱结构的"厚而稳"特性,能够有效控制重复采动影响下巷道的非对称变形。     

沿空留巷围岩变形破坏影响因素分析及其稳定性控制

从地质、技术两个方面归纳和分析影响沿空留巷围岩变形破坏因素,在此基础上,提出将沿空留巷的巷道支护看成是一项综合性的系统工程,巷内支护采用"分阶段联合支护",巷旁高水材料充填,巷旁超前复合加固,合理确定巷道断面,适当地加快工作面推进速度等控制沿空留巷围岩变形破坏的建议。     

基于围岩变形监测的深部软岩巷道围岩稳定性评价系统研究

针对深部软岩巷道大变形的特点,提出了分别采用弹塑性理论和有限元数值计算2种手段的基于围岩变形监测数据的稳定性评价方法,并研究开发了软岩巷道变形监测分析系统,包括用户系统、监测数据库系统、巷道变形警戒值确定系统、围岩稳定性评价系统。该系统在河南磴槽煤矿成功应用,为深部软岩巷道围岩稳定性的及时准确评价提供了便利。     

滑坡变形机理及稳定性分析

本文以官地矿变电站滑坡变形为例,解释了滑坡变形的3种表现方式,重点对变电站滑坡变形原因及稳定性进行分析,为下一步的治理提供了可靠依据。