动静载荷作用下含孔洞硬岩损伤演化的核磁共振特性试验研究EI北大核心CSCD

为研究含孔洞的岩石在动静载荷作用下的细观结构损伤破坏规律,对含圆形和方形孔洞的花岗岩试样分别进行不同轴向预静载、相同冲击动载下的霍普金森压杆试验,并对动静加载前后的试样进行核磁共振(NMR)测试,得到花岗岩试样的弛豫时间T2谱曲线、核磁孔隙度和核磁共振图像等特性参数。试验结果表明,随着轴向预静载的增大,花岗岩受动力扰动作用后的T2谱峰值、谱面积以及核磁孔隙度均逐渐增大,岩石内部的损伤程度不断加剧,且当预静载大于10 MPa时,动力作用下岩石的损伤劣化特性表现得越来越敏感。对比分析含圆形和方形孔洞试样的核磁共振特性试验结果,发现相同荷载条件下方形孔洞试样的损伤程度均大于圆形孔洞试样,这一规律在预静载大于10 MPa时表现得更突出。核磁共振图像直观反映出孔洞花岗岩在动静载荷作用下岩石内部的孔隙结构和损伤劣化的演变规律,为揭示深部硬岩巷道的动力破坏机制提供有意义的试验指导。     

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。     

边坡稳定性分析中滑楔法的误差分析及其改进

边坡稳定性分析的极限平衡理论中,仅考虑力的平衡的简化法(也称滑楔法)因其计算简便、快捷,广泛应用于国内外工程界.实践证明,对于圆孤滑面,滑楔法与严格条分法精度相当,但对于非圆孤滑面往往出现较大误差.根据对条间力倾角的不同假定情形,将滑楔法统分为第一类滑楔法和第二类滑楔法.建立了任意折线滑面边坡模型,以此分析滑体几何要素...     

岩体中电磁辐射信号的产生与传播

从压电效应机制出发,研究岩体在应力波作用下电磁辐射的传播规律.研究结果表明,岩体中电磁辐射随岩体的初始损伤增大而减小,随传播距离发生衰减,在应力波源处信号最强;随压电系数以及岩体的波阻抗增大而增大;随电阻率增大而增大,相对其它4个参数而言,其影响幅值较小.研究结果与现有的室内实验及现场观测结果相吻合.     

爆破荷载下全尾砂胶结充填体破坏规律及防治措施

针对某矿地下采场爆破与充填工艺现状,结合萨道夫斯基爆破公式和试验结果,探讨采场爆破荷载下充填体的破坏规律,根据经验公式得到了动态抗压强度与爆心距的关系;对动载下的一步采全尾砂胶结充填体和二步采全尾砂胶结充填组合体划分了粉碎区、断裂损伤区和稳定区;从控制震动源的强度和改善充填体自身性质的角度,讨论防止充填体破坏的新技术新方法,如选择合适的充填配比、"留矿法"减震和喷射混凝土、挂网等临时支护等。     

屈曲型岩爆的发生机制及其时效性研究

为分析深部巷道围岩层裂薄板结构的形成机制和屈曲型岩爆发生的力学机理,采用数值模拟方法对深部巷道开挖过程中围岩主应力的分异演化规律进行了研究。基于三参量黏弹性本构关系,以屈曲型岩爆的层裂薄板结构为力学模型,推导出了二向受力下屈曲型岩爆的压屈时效方程,探讨了不同应力状态下屈曲型岩爆的时效特征。结果表明:在以垂直应力为主导的巷道在掘进过程中,巷道顶部和底部的主应力水平在逐步减小,岩体能量逐步释放;而巷道两侧边墙的主应力出现严重的分异现象,切向应力变大而轴向应力减小,岩体能量向两侧转移并大量积聚。以水平应力为主的巷道在掘进过程中,围岩应力状态的演化过程及能量积聚特征与此相反。围岩层裂薄板结构形成后,在切向应力和轴向应力的二向应力作用下发生蠕变弯曲变形,经过一段时间,当变形达到某一限值时,层裂薄板结构就会发生屈曲失稳破坏并释放岩体内积聚的弹性变形能,产生延迟岩爆现象。     

群采空区下浅部岩爆诱发机制研究

针对玲珑金矿西山坑口131号矿脉-50中段花岗岩的浅部岩爆灾害, 进行了现场勘察以及地质调查, 发现岩爆发生区域上部存在大量未处理的群采空区。采取样本进行了室内倾向性试验, 发现该区域花岗岩具有中等至强岩爆倾向性。依据调查所得地质资料和矿山生产资料进行了矿山三维可视化建模并进行了地应力计算, 分析岩爆发生区域的应力状态。依据计算分析并圈出了潜在岩爆地质灾害的区域, 提出了群采空区下浅部岩爆的诱发机制及防护建议。     

岩石力学参数概率分布的信息熵推断

基于信息论的最大熵原理，直接用牛顿迭代法，由样本矩来推断岩石力学参数的概率密度函数，并且用精度较高的K-S检验法，从理论上证明所求的密度函数的正确性。算例表明，该方法避免了复杂的数值计算，可以满足岩石工程随机可靠性分析的要求。直接根据试验样本信息和统计方法推断，而不是先假定成经典的理论概率分布，具有更充分的数学和物理意义。由于概率分布采用指数形式而不是幂函数系多项式，避免了计算中的震荡等不稳定现象。     

我国矿业海外直接投资区位分布与空间经济效应研究——以世界主要经济体为例

以我国矿业对世界主要经济体直接投资为例,基于2009～2018年投资存量数据,在多区域结构分析框架下,运用投资多样性指数、动态时空模型、灰色系统预测模型分别对投资区位分布特征、空间经济效应以及未来分布趋势进行了研究。结果显示:①2009～2018年,我国矿业对世界主要经济体直接投资区位分布呈现出"由高度集中转向渐进扩散""高者仍高、低者仍低"的集团俱乐部式时空分布特征;②投资区位分布受到了来自于其他国家(地区)全局效应和相邻效应的影响;③2019～2020年,在空间经济效应作用下,投资渐进扩散趋势仍将持续,集团俱乐部式分布有所减弱;我国矿业对欧盟、俄罗斯联邦、东盟、美国的投资机会及热度将有所增加。依据研究结果,提出了我国矿业海外直接投资的启示及建议。     

基于非线性统一强度的锚索极限抗拔力的计算

以非线性统一强度理论为基础,充分考虑岩体的中间主应力效应和岩体强度的非线性特性,并结合锚索的破裂面形状和极限平衡原理,获得了一个应用于地下硐室的预应力锚索极限承载力的计算公式。该公式能综合考虑岩土体种类、无侧限抗压强度、锚索倾角和注浆压力等各方面因素对锚索极限抗拔力的影响。最后给出了一个计算实例。结果表明,计算得出的锚索极限抗拔力大于传统设计应力,与实际工程更为接近,可充分发挥材料的强度潜能;随着中间主应力影响系数的增大,锚索的破裂面临界高度基本不变,而其极限抗拔力非线性增长;随着注浆压力的增大,锚索的破裂面的临界高度和极限抗拔力都呈线性增长。