岩爆灾害控制的动静组合支护原理及初步应用

 目前岩爆支护理论研究以岩石准静力学理论为基础,存在一定局限性。从围岩结构效应的角度,分别探讨外界扰动和岩爆围岩本身诱发岩爆的动力学机制,外界扰动易在围岩破裂区和弹性区交界处发生应力波反射拉伸破坏,岩爆是满足一定条件下围岩内部自稳时变结构调整的过程,提出岩爆支护的结构时变控制原则。现有支护措施下岩爆动力学破坏特征表现为洞室表面岩体层裂剥离造成锚杆托板悬空,基于此,进一步提出岩爆灾害控制的动静组合支护原理,相应提出预留锚固方式、动静组合锚杆等关键技术,强调锚杆可伸长构件应设置在围岩体内部破裂区和弹性区边界附近,从而给应力波扰动破坏的弹性区岩石提供扩容变形空间,同时,锚固的杆尾能对层裂岩石提供补强作用。通过深部矿井岩爆巷道的现场初步应用,该支护技术能取得良好的防治效果。     

含预制椭圆形孔洞大理岩变形破坏力学特性试验研究

通过对含预制椭圆形孔洞板状大理岩试样进行单轴压缩试验,研究椭圆长短轴比m及倾角?对大理岩力学特性的影响,并借助数字图像相关技术(DIC)记录并分析试样的变形破裂过程。研究发现,含椭圆形孔洞试样的峰值强度、弹性模量和起裂应力水平都随倾角的增大而增大,且对倾角和长短轴比的变化都有不同的敏感性,其中峰值强度对倾角变化的敏感程度随长短轴比的增大而增大。含椭圆形孔洞试样的最终破坏模式随倾角的增大可分为拉–剪混合破坏和剪切破坏2种,而孔洞长短轴比的变化对裂纹搭接及岩样破坏形态的影响较小。含椭圆形孔洞岩样在峰值前后的变形破裂特征能够通过观测试样表面应变场得到清晰地表征,其中局部高应变区预示着裂纹的起裂和扩展。基于局部化特征,提出一种含孔洞缺陷岩石起裂应力的测量方法,当含椭圆形孔洞试样起裂应力水平达到39.83%～76.18%时,试样处于拉伸裂纹临界起裂状态。     

地下采场失稳的能量突变判断准则及其应用

文章在有限元计算模拟地下采场开挖的实际工程设计中，根据岩石破坏与岩体工程整体失稳破坏的含义不同，提出不能将岩石材料的破坏与岩石工程系统的破坏用同样的破坏准则加以判断的观点．运用能量的原理，借助突变理论的方法，推导出了采场开挖前后系统失稳破坏的能量突变准则，通过计算开挖前后能量变化值，以判断采场系统失稳的可能性．通过对国内某铅锌矿的有限元模拟分析，证明所提出观点和判断准则是正确的，具有一定的实用价值．     

模糊灰色综合评价方法及在尾矿库安全管理中的应用

以一种综合模糊数学与灰色理论的方法评价多类别复杂系统中的对象，先根据专家对各对象关于各指标的打分，求出各类别的隶属度矩阵，然后基于灰色理论的差异信息原理，提出一个灰色隶属度算子来强化差异信息、弱化相似信息，求得各类别新的隶属度矩陈并依据它们的信息来确定类别权系数，进而求得最终的隶属度矩阵，最后通过计算平均隶属度来评价对象，应用这种方法，对江西铜业公司尾矿库管理标准化评比资料进行了分析，所得结果符合实际，图1，表1，参10。     

基于小波变换的时-能密度法优选微差延期时间

在微差爆破工程中,能否顺利实施微差爆破的关键在于确定合理的微差延期时间。首先,利用基于小波分析的时-能密度法,通过从实测爆破震动信号中识别出各段雷管实际的起爆时刻点,得到了爆破中所用雷管的实际延期时间。其次,利用信号时-频转换技术,从实测微差爆破震动信号中分离出各分段震波。最后,通过比较各分段震波在不同延期时间下的叠加效果,可以得到微差爆破的较优延期时间。以某地下工程爆破震动信号进行分析为例,对本方法的有效性作了检验。该方法具有较高的理论和应用价值,为系统开展爆破震动危害控制和预测研究奠定了理论和技术基础。     

基于灰色定权聚类的采空区上部地表稳定性分析

采用采空区数量、采空区上部岩体厚度、裂缝密度及裂缝集中度4 个指标, 对某铜矿采空区上部地表1～11 测线区域的稳定性进行灰色定权聚类分析。结果表明, 各测线区域均不稳定, 9 测线区域最不稳定, 这和地表变形情况完全吻合。     

新城金矿顶底柱开采稳定性研究

根据新城金矿顶底柱开采的技术条件,应用极限分析法导出了人工假顶最大变形量和水平临界载荷计算式,并据此对新城金矿顶底柱开采稳定性进行了监测。试验研究期间,运用YZY型应变式刚性钻孔应力传感器、收敛计分别对回采过程中岩体内应力变化、进路的收缩变形进行实测,为类似条件下矿柱开采的稳定性监测探索出一种行之有效的方法。     

爆破动载下高阶段充填体稳定性研究

充填体不产生大规模破坏是高阶段矿柱成功回采的关键。为了指导矿柱爆破设计、降低爆破对充填体的破坏效应, 试验研究了充填体动静力学特性, 分析了爆炸应力波在充填体界面的传播规律, 计算了爆破动载下高阶段矿柱不同开采高度充填体动静应力。对爆破动载下充填体稳定性进行了系统研究。     

冲击载荷作用下硬岩层裂破坏的理论和试验研究

 理论分析半正弦冲击入射加载波形下的层裂破坏特性，推导产生层裂破坏的位置和层裂厚度。利用改进的霍普金森压杆装置产生的半正弦波形对花岗岩试件进行层裂破坏试验。采用高速摄像仪记录试件层裂破坏的全过程。试验结果表明：岩石试件在半正弦入射加载波形情况下，首先如理论推导结果一样只产生了一层层裂破坏，但是随着时间的推移，岩石试件后续又产生了多层层裂；高速摄影仪和动态应变仪所采集到的分析结果均表明后续产生的层裂是由于入射加载过程中已经对岩石试件产生了损伤，以致在很弱的残余反射波作用下继续产生破坏而出现多层层裂。因此，研究岩石等脆性材料的层裂破坏规律，不但要根据最大拉应力瞬间断裂准则分析入射加载波和反射卸载波相互作用所产生的破坏效应，而且要考虑损伤对材料的影响。理论分析和试验方法对研究岩石的层裂破坏及其他相关特性具有一定的指导意义。