泥石流拦挡坝破坏模式调查分析

泥石流是一种常见山区自然地质灾害,在治理工程中泥石流拦挡坝应用较为广泛,拦挡坝经历过常年的水力冲刷和泥石流破坏后,很多挡坝均出现了不同程度地破坏,通过现场调查,对拦挡坝的破坏部位、破坏类型和破坏特征进行统计分析,对其破坏类型进行了分类,即根据破坏部位分为坝基破坏、坝肩破坏和坝体破坏;按破坏原因分为冲刷掏蚀破坏、渗透破坏、冲击破坏、滑动倾覆破坏和地震破坏,这些破坏类型中冲击破坏模式占比最大。     

基于连续小波神经网络的华北型煤田底板破坏深度预测研究

根据全国典型煤矿底板破坏深度的实测资料,应用Matlab软件的分析功能,对煤层采深、倾角、采厚、工作面斜长、底板抗破坏能力五个在底板破坏中发挥主要作用的影响因子进行全面分析[1],利用小波神经网络对华北型煤田底板破坏深度进行了预测,发现基于连续小波神经网络的预测模型与实测结果更接近,能够在底板破坏深度预测中发挥借鉴作用。     

钢筋混凝土悬挑结构破坏原因及其对策

工业与民用建筑中经常使用钢筋混凝土悬挑结构,其破坏事故时有发生,破坏形式主要有整体倾覆、悬臂结构的根部破坏、悬臂构件下砌体局部受压破坏等。分析引发钢筋混凝土悬挑结构破坏的施工原因、设计原因,并提出相应的对策是十分必要的。论文详细分析了钢筋混凝土悬挑结构破坏事故产生的主要原因,并在此基础上提出了切实可行的对策。     

深部厚煤层沿底巷道两帮变形破坏机理研究

为解决深部厚煤层沿底巷道变形大、围岩维护难题,以营盘壕煤矿2201工作面运输巷为工程背景,分析巷帮变形破坏特征及关键影响因素,基于巷帮应力状态分析,探讨巷帮围岩变形破坏机制,引入梁柱力学模型和剪切滑移破坏模型,确定巷帮综合破坏深度和锚杆长度,并运用数值计算方法对其进行系统模拟研究和论证。结果表明：两帮上部片状破裂,中上部层状开裂,中部块状剥落碎胀鼓起明显;支护系统欠合理、巷帮煤体性质变化、断面大、地应力高是造成巷帮变形破坏的主要原因;巷帮围岩变形破坏表现为浅部动态卸荷劈裂破坏、中深部(单侧无侧限)单轴压缩劈裂破坏(合称为“H”型破坏)和深部不完全共轭剪切破坏(“Y”型破坏)的“H+Y”型破坏机制,能够解释现场调研发现的煤巷变形破坏特征和现象;梁柱力学模型和剪切滑移破坏模型能够反映巷帮围岩的稳定性,综合破坏深度等于拉伸(劈裂)破坏深度与剪切(压剪)破坏深度之和;数值模拟与理论分析结果较为一致。     

岩石破坏全过程中的能量变化分析

分析了用能量的方法研究岩石破坏问题的合理性,指出能量是岩石破坏的原动力,从能量的角度进行研究,就有可能发现岩石破坏的机理。进而详细分析了岩石变形破坏过程中,各种耗散能和释放能的种类、大小、以及对岩石破坏所起的不同作用,并分别从宏观和微观的角度研究了在不同的变形阶段中,岩石能量耗散与释放问题。作者认为能量耗散导致岩石强度的降低,而能量释放造成岩石的灾变破坏,从能量耗散与释放的观点研究岩石的破坏,可以避免分析复杂的变形过程,有利于简化问题,找到岩石破坏的真正原因,为实际工程提供参考。     

浅谈新强矿煤炭开采对环境的破坏及防治

煤炭资源发展过程中引发的环境污染主要是地面塌陷,植被破坏、农田被毁,地下水结构破坏,甚至污染水源,煤矸石的堆积占用草地,自燃后放出有害气体,破坏大气环境和身体健康,如何减少开采资源对环境的破坏是值得全人类关注的问题。     

深部煤层底板岩体能量演化特征及卸荷劣化破坏机制研究

为研究深部煤炭回采过程中底板岩体能量变化特征及卸荷劣化机制,开展了不同围压卸载速率下岩石力学试验,综合理论分析和实验室试验分析了不同卸载阶段的岩石损伤断裂能量、弹性模量的变化特征。研究表明：卸围压过程中的岩石变形破坏可划分为围压卸载起始点至失稳破坏、失稳破坏到加速破坏、进入加速破坏3个阶段。在围压卸载起始点至失稳破坏阶段和失稳破坏到加速破坏阶段,相同轴压下,不同围压卸载速率对岩石弹性模量劣化程度产生的影响较小;在围压卸载起始点至失稳破坏阶段,损伤断裂能量消耗较少,但岩石弹性模量劣化程度较为明显;在失稳破坏到加速破坏阶段,弹性模量的劣化程度相比于围压卸载起始点至失稳破坏阶段趋缓,但损伤断裂能量消耗呈现增长变化趋势。在岩石进入加速破坏阶段,卸载速率越快,岩石卸围压过程中释放的损伤断裂能量越大,越易形成宏观贯穿式裂纹,煤层底板突水危险性随之增大。     

冬瓜山铜矿岩层破坏的地质因素及控制措施

针对冬瓜山铜矿深部开采,从地质特征与采矿方法、工程布置和回采工艺之间的关系论证合理的采矿设计;针对开采中揭露的岩体地压现象,分析采区构造型岩体破坏和应力型岩体破坏特征。研究表明,在开采设计中地质因素与采矿的合理关系是岩体稳固性控制的有效措施;顶板主要为构造型破坏而底板主要为应力型破坏,较大规模构造型破坏呈局部性特征,采...     

直剪条件下含裂隙岩石变形特征研究

为研究直剪条件下含裂隙岩石破坏过程中的变形特征,使用PFC^2D对含裂隙岩石进行直剪试验,分析试验中岩石的破坏位移、破坏功、抗剪强度之间的关系,并从细观角度分析试验过程中试样内部的位移情况。结果表明：裂隙使得岩石在破坏过程中产生了更大的变形;破坏功与破坏位移具有正相关关系;含单裂隙岩石两侧的位移方向和大小各不相同,越靠近裂隙中部,裂隙两侧的位移差越大,挤压情况越严重;含交叉裂隙岩石分为多个不同的区域,各区域内的位移大小、方向不相同,存在裂隙两侧张拉和挤压情况,在直剪条件下,内部各区域发生张拉破坏和挤压破坏。     

基于多因素耦合影响软岩巷道破坏机理及控制对策研究

为解决新疆某铜镍矿巷道支护难度大、水平应力高、支护应对策略不清晰、支护成本高等问题,以490 m中段巷道为研究对象,通过现场踏勘及破坏形式调查,聚类分析并总结巷道主要破坏形式,开展工程地质调查分析、物化实验及岩体完整性现场试验,揭示该区域巷道围岩属于典型软岩巷道,提出破坏聚类破坏形式的机理.针对各类破坏形式,基于变形力...     

动静组合加载下白云岩碎屑破坏特征研究

利用改进的三轴霍普金森压杆(SHPB)动静组合加载实验装置,对某矿深部白云岩试样进行常规动态加载及动静组合加载室内试验,收集破坏后的岩石碎屑,针对碎屑特征做分类的测量分析,包括碎屑质量、长度、宽度和厚度。并对不同粒径范围内的碎屑数量、质量分布、破坏形态等作分类研究,分析冲击荷载在不同静应力状态下对碎屑特征的影响,讨论冲击过程中白云岩的破坏特性。研究结果表明:冲击荷载下轴压会加剧岩石的破坏程度,破坏模式多为拉伸破坏且对碎屑形态的影响较明显;围压的存在会降低岩石的破坏程度,并使其破坏模式由拉伸破坏逐步转变为剪切破坏;当静力一定时,岩石破坏程度会随动载荷的升高而增大,但碎屑形态受其影响较小。     

采场底板破坏特征数值模拟

在总结我国煤矿底板破坏深度经验公式的基础上,运用综合考虑煤层埋深、倾角、煤层厚度、工作面长度、底板的损伤破坏程度及地质构造等多因素的修正经验公式,以某矿井工作面开采实际情况为背景,采用UDEC数值模拟对煤层底板采动特征进行分析,揭示煤层开采过程中底板的破坏特征及破坏深度,对比验证底板破坏深度经验公式的准确性。     

华东地区立井井壁破坏原因浅析华东地区立井井壁破坏原因浅析

根据华东地区立井井壁破坏位置、地层条件及破坏时间，对立井井壁破坏特征进行分析。初步分析表明立井井壁破坏的主要原因，是立井井壁和周围地层间垂直方向上相对运动产生井壁外侧面向下的“井壁负摩擦力”，造成井壁内应力超过原来设计中取无负摩擦力时的允许值，导致井壁破坏。根据华东地区立井井壁破坏位置、地层条件及破坏时间，对立井井壁破坏特征进行分析。初步分析表明立井井壁破坏的主要原因，是立井井壁和周围地层间垂直方向上相对运动产生井壁外侧面向下的“井壁负摩擦力”，造成井壁内应力超过原来设计中取无负摩擦力时的允许值，导致井壁破坏。     

复杂空区群回采围岩破坏模式及区域并行研究

为研究红岭铅锌矿大规模回采过程中围岩顶板的破坏模式及区域,分析承压矿柱以及围岩的应力演化规律,明确空区群的力学状态以及稳定性。建立大尺度复杂空区群三维力学计算模型,应用大规模并行计算技术,对中段回采中围岩矿柱破坏模式及应力演化规律进行了研究。结果表明:顶板在不同矿体厚度区域,会产生""型剪切破坏、发散型破坏、X状共轭剪切破坏以及单斜面剪切破坏等不同破坏形式;回采后产生9个主要承压矿柱、4个次要承压矿柱;中段回采,会对上一中段产生明显应力扰动,原有破坏扩展,并产生新的破坏,但隔段回采,不会对最上中段产生应力影响。     

高应力硬岩板裂破坏的研究现状与展望

在深部高地应力硬岩开采过程中,经常可以观测到与开挖面基本平行的板裂破坏,这种破坏形式不同于剪切破坏,目前已引起国内外学者的广泛关注。通过工程现场高地应力硬岩板裂破坏的实例分析,观察到硬岩的板裂、片帮、V形槽、岩芯饼化等张性破坏特征,并对高应力硬岩的理论和试验研究现状进行了论述,给出了目前高应力硬岩板裂破坏的工程判据曲线,最后对硬岩板裂破坏的进一步研究工作进行了展望。     

基于正交试验的底板破坏深度主控因素敏感性分析

为了研究底板破坏深度的影响因素,考虑工作面倾斜长度、采厚、采深、不同底板岩层力学参数和承压水水压,采用FLAC3D软件模拟底板破坏深度,运用正交试验法对模拟结果分析,研究影响底板破坏深度主控因素敏感性。研究结果表明,工作面斜长、采深、采厚对底板破坏深度的敏感性主次顺序为工作面斜长采深采厚;抗拉强度对底板拉破坏深度的影响为高度显著;底板岩层黏聚力、内摩擦角对底板破坏深度及拉破坏深度的敏感性不显著;抗拉强度、内摩擦角对剪破坏深度的敏感性较弱,黏聚力对底板剪破坏深度具有显著性影响;随着承压水压力的增加,底板中水平最小主应力与承压水压力越来越接近,且水平应力值接近水压的岩层范围增大,导致突水的危险性增加。     

煤系砂岩动态拉伸破坏及能量耗散特征的试验研究

我国深部开采过程中,围岩处于显著的高应力扰动环境。动载作用下岩石拉伸力学特性的研究,是实现矿井围岩稳定性有效控制及安全生产的重要基础。利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统,对煤层顶板砂岩进行动态巴西圆盘试验。研究结果表明：砂岩动态拉伸强度随加载速率的升高逐渐增强,这种依赖性在较高加载速率时更加显著;砂岩动态拉伸破坏经历主裂纹产生、微裂纹发育及裂纹相互贯穿3个阶段;随着加载速率的升高,试样破坏方式逐渐从单一张拉破坏逐渐发展为张拉破坏与局部剪切破坏共存,碎块平均体积逐渐减小,破坏程度逐渐提高;试验过程中,试样破坏所需的耗散能量随加载速率的升高逐渐增加,并且其占输入能量的比例逐渐提高,即砂岩破坏过程中能量利用率逐渐提高。     

基于声发射能量值的煤岩试样损伤分析

试样内部微裂纹在压力作用下的萌生、分叉、扩展及贯通,最终导致了试样的破坏。声发射检测系统能实时检测获得试样在变形破坏过程中声发射信号,获得的声发射特征参数也因此包含了煤岩试样变形破坏过程中大量的损伤信息。通过利用试验获得的声发射特征参数对岩石变形破坏过程的损伤进行分析研究,得出岩石的声发射现象与岩石的损伤有密切关系。     

巨厚煤层分层采高对底煤破坏深度的影响

为了探明巨厚煤层开采过程中不同分层高度对底部煤炭破坏深度的影响关系,以新疆大井矿区B1巨厚煤层(58 m)为研究对象,采用理论分析和数值模拟的方法,分别进行了5、10、15 m 3种采高下的模拟开采,着重分析了底部煤层中垂直应力和剪应力的分布特征及其演变过程,阐明了底煤破坏的原因及分布特点。研究结果表明:剪切破坏是底煤破坏的主要形式,易发生在采空区四周,张拉破坏易发生在采空区中部;底煤的破坏深度一般随采高的增大而加深,且成盆状分布。     

基于PMC模型的破坏模式转化型强度准则

进入深部后,受高应力、强扰动影响,岩石岩体中拉断、剪切及压密屈服等破坏模式共生的现象凸显,深部岩石表现出明显地非线性行为,岩石破坏在多种破坏机制中转化。深部岩体强度理论需考虑中间主应力的影响,本文基于Paul-Mohr-Coulomb(PMC)准则,考虑多孔岩石破坏模式间的转化和高围压下裂隙坍塌的特征,提出了在高围压应力情况下,表征压剪屈服的Back-Paul-Mohr-Coulomb(BPMC)模型;推导了BPMC模型摩擦角包络线的表示方法,根据分段线性原则,在p-q平面中获得12边形BPMC线性破坏准则;基于应力不变量在p-q平面的转换关系,利用最小二乘法拟合获得了模型的特征参数。为了验证PMCBPMC准则及对应破坏模式转化理论的合理性,本文拟合了PMCBPMC模型,将拟合破坏面与试验数据进行对比;选用四川黄砂岩和金川大理岩,进行多组室内三轴压缩试验,研究不同围压下岩石破坏特征和强度特征,实验采用自主研发的便携式自密封岩石三轴试验高压舱加压系统。对试验数据进行拟合,获得的破坏包络线与实验数据拟合度较好;四川黄砂岩在围压达到90 MPa后出现剪应力峰值拐点,产生了孔隙坍塌型破坏,为压屈服破坏。结果表明:PMCBPMC模型能预测孔隙岩石的帽子屈服面,拟合岩石破坏模式从剪切破坏到压剪破坏的过渡,可预测不同围压下的破坏强度及对应破坏模式。