隧洞围岩稳定性评价的Bayes判别分析法及应用

提出了隧洞围岩稳定性评价的Bayes判别分析法.通过介绍Bayes判别分析法的理论,并考虑影响隧洞围岩稳定性的因素,建立具体的Bayes判别分析模型进行判别.以隧道工程中的大量实测资料作为学习样本进行训练,并利用回代确认估计法对训练后的模型进行检验,最后将该模型对隧洞的围岩情况进行预测.研究结果表明,经过训练后的Bayes判别分析模型误判率很低,判别准确率很高,可以在实际工程中应用.     

新城金矿采矿方法和充填接顶工艺探讨

为开采新城金矿-480m水平下部矿岩破碎、稳固性较差的V^#矿体,开展了开采工艺的技术经济沦证,确定用沿走向布置的机械化盘区上向进路充填采矿法,并对充填接顶工艺进行了探讨,该方法在满足生产持续稳定的同时,既解决了与矿山原有系统的衔接问题,又有所创新。     

基于XFEM的岩体卸荷过程裂纹起裂扩展规律研究

地下和边坡工程开挖常涉及岩体卸荷问题,采用ABAQUS软件中的扩展有限单元法(extended finite element method,XFEM)对开挖卸荷过程岩体内部裂纹的起裂扩展进行了模拟,通过计算裂纹尖端应力强度因子研究了其起裂特征,并探讨了起裂影响因素,通过记录裂纹扩展形态研究了其动态演化模式.结果表明,卸荷过程中卸荷速率越快,裂纹长度越长,倾角越大,其起裂越容易;并且裂纹面受到的正应力不断减小,剪应力不断增大,裂纹扩展主要由剪应力控制,这与理论分析结果一致.裂纹最终扩展演化形态也与物理试验相近,充分表明运用扩展有限单元法研究岩体裂纹问题的可靠性.     

地下空区激光三维探测及稳定性分析

为了解决地下空区对露天矿安全生产的影响,针对洛钼集团露天开采境界下覆不明空区,利用激光三维扫描系统通过地表钻孔对空区进行精确三维探测,把激光三维探测的数据导入SURPAC建立空区三维块体模型,研究了SURPAC和FLAC~(3D)的数据转换方式,并编制相应程序把空区三维块体模型导入软件FLAC~(3D)进行稳定性数值分析.计算结果显示:该空区模型内各单元内的不平衡力趋近于0;节点(6066,4775,1430)处的Z方向位移趋近于恒定值;初始平衡状态下围岩最大位移量约为0.086 m;围岩中最大拉应力为1.52 MPa,应力集中区最大压应力为12.37 MPa,均小于岩体的抗拉、抗压强度.由此表明,该空区上方地表运动停止,空区上方围岩不会发生拉裂破坏,空区目前处于稳定状态.     

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。     

基于核主成分分析与SVM的岩爆烈度组合预测模型

为了更好地预测岩土工程中的岩爆烈度,建立了基于多类型核函数的主成分分析方法与遗传算法或粒子群优化算法(GA/PSO)优化的支持向量机(SVM)相结合的组合预测模型。选取围岩最大切向应力σ_θ、岩石单轴抗拉强度σ_t、岩石单轴抗压强度σ_c、应力集中系数SCF、脆性指数B_1和B_2以及弹性应变能指数Wet共7个指标构成岩爆预测指标体系。基于统计的246个国内外岩爆实例数据,分别运用主成分分析和基于线性核函数、RBF核函数以及MLP核函数的主成分分析对数据进行预处理,得到2～4个线性无关的主成分。再将降维后的数据输入GA/PSO优化的SVM模型进行训练和预测。经测试,基于RBF核函数的主成分分析方法与PSO-SVM相结合的模型预测准确率达到了92.3%,为最佳组合模型,为岩土工程中的岩爆烈度预测提供了一种可靠的方法。     

地下采矿引起地表塌陷机理研究

根据赤峰红岭铅锌矿的地质资料,利用颗粒流程序PFC2D建立了红岭铅锌矿的二维离散元模型,模拟矿体的开挖过程;并通过分析开采过程中的应力和位移演化规律,揭示矿山地表塌陷区的形成机理。模拟结果表明:矿山地表发生塌陷的主要原因是矿区较大水平构造应力的释放,以及采空区未及时回填而使上盘形成悬臂结构;塌陷废石回填了部分采空区,并在一定程度上限制了围岩的水平变形;地表位移的缓慢变形阶段和加速变形阶段的拐点表示围岩塌陷的开始,可作为预测地表塌陷的指标。     

变温度区间冻融作用下岩石物理力学性质研究及工程应用

利用取自西藏玉龙铜矿的花岗岩试样进行变温度区间的冻融循环实验,分析饱水状态花岗岩在四种温度区间（-10℃~20℃、-20℃~20℃、-30℃~20℃、-40℃~20℃）冻融循环作用下的质量损失率、饱和吸水率、单轴抗压强度、弹性模量、峰值应变、泊松比、冻融系数。将实验结果应用于具体工程实例中,采用强度折减法计算冻融循环对花岗岩边坡稳定性的影响程度,分析边坡破坏模式,并提出相应的防护措施。研究结果表明：随着冻融温度下限的降低,花岗岩试样质量损失率、饱和吸水率、峰值应变略有增大,单轴抗压强度、弹性模量有所减小,温度下限降低至-30℃以下时,花岗岩抗冻性由较好变为较差。温度区间是岩石冻融过程中影响其物理力学性质的重要原因,该研究可为岩石冻融循环室内实验与寒区岩质边坡工程的有效结合提供参考。     

轴向冲击下弹性杆中轴向静载对入射波的影响

针对动静组合加载试验装置和一维应力波理论的研究现状,研究了轴向静载荷的大小对弹性杆上入射波的影响。首先,以动静组合加载试验装置中具有轴压的入射杆和轴压端帽为研究对象,利用一维应力波理论,研究冲头以一定速度撞击轴压端帽时,入射杆上的入射波与轴压的关系。进而,通过分析自由弹性杆与具有一定轴压的弹性杆共轴撞击,研究轴向静载荷的大小对入射波峰值应力和波长的影响。最后,利用动静组合加载试验装置和激光测速仪进行试验研究,验证理论分析结果的正确性。结果表明：弹性杆中轴向静载荷的大小对其上入射波影响较大,轴向静载荷与入射波峰值应力具有线性关系;轴压越大,入射波峰值应力越小,入射波波长越小。加载应力波上升沿时间越长,轴向静载荷对入射波波长影响越大。