层状大理岩破裂过程力学特性与 能量演化各向异性研究

为了揭示互层状大理岩压缩过程中能量演化和破裂形态的各向异性,采用GCTS 2000岩石力学试验机,应用全应力应变分析、能量分析和CT扫描相结合的方法,对不同互层角度的大理岩试样开展了相关试验研究。结果表明:岩石的物理力学性状具有明显的各向异性,抗压强度随互层倾角变化呈U型分布,弹性模量随倾角增大逐渐减小;能量演化揭示出明显的储能与释能各向异性特征,30°倾角试样破坏所需能量最小,90°倾角试样破坏所需能量最大;提出了基于能量原理的特征起裂和扩展应力的确定方法,并证明了该方法的可靠性;岩样的宏观破裂形态表现为互层间的劈裂张拉破坏、弱面的剪切滑移破坏和贯穿基质与软夹层的张剪破坏,相应的细观CT图像表现为多条平直裂缝、单一贯穿裂缝和多条弯折裂缝。试验结果充分揭示了层状岩石破裂特征与储能释能特性的相关性,岩石的能量演化机制与其宏细观破裂形态受控于岩石的内部互层状结构,研究结果可为岩爆灾害的防控和深部资源安全开采提供必要的理论依据。     

小波神经网络在露天矿边坡变形预测中的应用

为了提高边坡位移变形监测数据预测的精度和可靠性,建立了基于改进BP算法的小波神经网络预测模型。以水厂铁矿GPS边坡监测数据为样本,通过编制Matlab小波神经网络程序进行训练和预测。结果表明,小波神经网络预测模型有良好的函数逼近能力及容错能力。因此,该预测模型在非线性时间序列预测中,具有高精度性和可靠性。     

一种块体–颗粒–杆件的耦合方法及其在隧道支护模拟中的应用

为了模拟隧道开挖过程中边帮的失稳垮塌过程以及锚杆对隧道的支护过程,提出了一种基于罚弹簧的块体–颗粒–杆件的耦合方法.该耦合方法基于连续–非连续的数值模拟方法(CDEM),采用离散颗粒簇表征隧道周边松动圈以内的破碎岩体,采用块体单元表征松动圈以外的完整岩体,采用杆件单元描述锚杆及锚索等杆系类支护结构,采用插值耦合的方式实现杆件单元与离散颗粒及块体单元间力与位移的传递,从而实现高应力环境下隧道开挖失稳过程的模拟及支护效果的评价.颗粒与块体之间采用1根法向线性弹簧及2根切向线性弹簧进行耦合,法向弹簧引入拉伸断裂本构,切向弹簧引入Mohr–Coulomb脆性断裂本构.杆件与颗粒及杆件与块体之间的耦合模式基本一致,包含1根沿着杆件轴向的罚弹簧S_gn及1根垂直于杆件轴向的罚弹簧S_gs,S_gn主要用于描述杆件与围岩之间的拉拔效应及推压效应,S_gs则主要用于描述杆件与围岩之间的侧向挤压效应.圆形盾构隧道弹性场分析、预应力锚杆加固矩形巷道模拟、全长连接锚杆对岩块的锚固作用分析、以及碎裂岩体中的隧道开挖支护效果分析等案...     

南里海盆地Kursenge油田储层特征

根据钻井、测井及分析鉴定资料，砂岩储层的岩石学特征复杂，岩屑及填隙物较多，矿物及结构成熟度偏低；但储层物性较好，总体属于中孔低渗型储层。孔隙类型以粒间孔隙为主，少量长石、岩屑溶孔及微裂缝。毛管压力特征反映出4种基本储集类型，进汞饱和度普遍较低，喉道半径偏小综合分析认为，砂岩中稳定矿物含量低，抗压抗蚀变能力弱，碳酸盐胶结作用普遍，粘土矿物舍量较高是影响储层物性的主要地质因素。     

不同围压条件下花岗岩压缩破坏声发射特征细观数值模拟

采用颗粒流软件PFC2D从细观上对侧限压缩下的非均匀花岗岩岩样进行了声发射(AE)时空特征研究.结果表明,随着围压的增加,岩样破坏的峰值荷载提高,破坏形式由突发失稳逐渐转变为渐进式破坏.岩样声发射的峰值出现时间和岩样的峰值破坏不同步,存在一定的滞后,大约出现在峰后90%峰值荷载处.在岩样破坏前均存在声发射的相对平静期,围压的大小不仅对声发射的时序特征有显著影响,而且声发射相对平静期也随着围压的增加而延长.通过对应变能的追踪,发现在声发射相对平静期存在应变能被吸收的现象,验证了在岩石破坏过程中存在损伤愈合过程.     

隧洞岩体质量分级的支持向量机方法

将支持向量机应用于岩体质量等级分类中,采用工程中适用性强的指标如岩石质量指标、完整性系数、单轴饱和抗压强度及结构面摩擦因数,作为判别因素.选用径向基核函数进行训练,通过交叉验证确定最佳模型参数,建立了岩体质量分级模型.该模型采用成对分类方法构建多类分类模型,与已有文献采用一对多分类法构建支持向量机多类分类模型相比,不可分区域减少很多,即模型分类精度提高显著.将该模型应用于工程实例,结果表明预测结果与工程勘测结果完全吻合,证明了支持向量机岩体质量分级方法的有效性.     

岩质边坡渗流场中等效连续介质模型的应用

在运用等效连续介质模型分析了裂隙岩体渗流场时,综合考虑并比较了单孔压水试验和节理裂隙统计取得的渗透系数,获得了能较好反映原位地质环境的修正渗透张量.将这种确定渗透张量的方法应用于某铁矿边坡工程渗流场分析中,取得了较好的结果.     

爆破震动对高速路边坡影响的数值模拟

以京秦高速公路某段路堑边坡爆破开挖为例,采用数值模拟的方法分析了爆破震动波在边坡介质中的应力场、位移场、速度场等的分布规律,多方面研究了爆破震动效应对山区高等级公路岩质边坡稳定性的影响。现场振动测试结果验证了数值模拟计算的可靠性。

     

深部开采安全机理及灾害防控现状与态势分析

近年来,深部开采安全机理与灾害防控领域已取得一定的研究成果,但基于现行理论与技术还难以全面解决未来深部采矿过程面临的防灾减灾问题,至今尚未建立起完善的深部开采灾变与防控研究体系.本文开展了对深部开采灾害研究领域的文献调研和问题探讨,总结有关深部地应力场测量与分布规律、深部岩体力学与耦合损伤机理、深部动力灾害机理与预报、深部突水灾害机理与预警以及深部开采围岩变形机理与防控等方面的研究成果,进而分析当前研究的不足,凝练出深部开采诱发灾害研究领域亟待解决的关键问题,并就未来超深开采灾害研究态势予以分析.     

悬挂结构地震动力反应分析计算

利用拉格朗日方程建立了核筒悬挂结构体系运动方程.考虑到大位移非线性的影响,采用Runge-Kutta方法求解体系地震动力响应时程.计算结果表明悬挂体系能明显减小楼层层间位移、速度及加速度,减震效率接近90%.核筒截面抗弯刚度对其截面内力与筒身水平位移影响最显著,截面内力随其增加而增加.吊杆长度及阻尼器的阻尼系数对截面内力的影响较小.阻尼系数对层间位移及截面内力存在优化值.楼层位移、楼层速度及加速度随阻尼系数减小单调减小.