刍议新时期地质矿产勘查工作手段及方法

我国的经济发展速度在近几年来快速提升,促进了矿产行业获得了明显的进步。地质矿产勘查作为决定矿产行业能否获得良好发展的重要因素,无论是工作手段还是方法都应不断优化与完善,才能促进地质矿产勘查工作的水平得以提升,从而增强矿产行业的整体运行效率。综上所述,本文将对新时期的地质矿产勘查工作手段与方法进行分析,以期增强地质矿产勘查工作的质量与效率。     

裂纹发生初始阶段的坚硬顶板内力变化和“反弹”特性分析

为研究超前裂纹对坚硬顶板内力变化的影响和顶板“反弹”、“压缩”特性,将煤壁前方煤层和直接顶视为弹性地基,假定在裂纹发生初始阶段顶板上方荷载不变,以最大拉应变强度条件为裂纹发生条件,对初次来压前的坚硬顶板进行分析,求得满足裂纹面边界条件、自然边界条件和连续条件的裂纹发生初始阶段顶板内力和挠度形式解中全部系数。据所得表达式,采用Matlab软件给出算例。算例表明：①裂纹面在煤壁前方,其位置在见报导的顶板超前断裂位置范围内。采空区的顶板下沉量随超前裂纹生长而明显地增大。在裂纹面附近区域顶板挠度发生反弹, 在反弹区前方存在压缩区,与现场监测到的顶板“反弹”、“压缩”特性一致。②末排支护为顶板弯矩反弯点,随超前裂纹生长,末排支护前方顶板上侧受拉弯矩全面减小,而其后方顶板下侧受拉弯矩全面增大。煤壁前方顶板剪力随裂纹生长逐渐减小,煤壁后方顶板剪力不变。所得结果对于采场顶板状况的判断有一定的参考价值。     

扁拱跳跃屈曲的突变模型

所建立的扁拱跳跃屈曲突变模型，可以形象地描述扁拱的失稳性态，清晰地阐明拱失稳的物理意义，给出失稳临界力及有关变量间的一些关系式．     

圆巷开挖围岩偏应力应变能生成的分析解与图解

巷道开挖在围岩中产生偏应力,围岩应力是原岩应力与偏应力的叠加,偏应力或偏应力能控制岩体破坏。在假设静水压力和体积应变等于零条件下,利用文献[1]在弹性、非线性硬化和软化光滑连接的本构模型导得的圆巷围岩弹性、硬化和软化区光滑连接的应力分布表达式,用重积分计算了圆巷围岩弹性、硬化和软化区中的偏应力应变能U d,证明了Ud可以简捷地用地应力关于巷壁位移做一次积分再乘以巷壁周长得到。由此,可通过地应力–巷壁位移关系曲线及其所围面积的几何形式表示围岩偏应力能随巷壁位移变化的情况,此研究结果可以深化由于巷道开挖围岩的力学响应及挖成后巷道围岩工况规律的认识。     

周期性来压坚硬顶板裂纹萌生初始阶段的弯矩、剪力、挠度和应变能变化分析

 坚硬顶板断裂的理论解是矿山岩体力学中未获得较好解决的课题。为研究裂纹发生对坚硬顶板内力、挠度和应变能的影响,沿采场中轴线取单位宽度的岩层结构,将煤壁前方煤层和直接顶视为弹性地基,假定在裂纹萌生初始阶段顶板上方荷载不变,以最大拉应变强度条件为裂纹发生条件,对周期来压模型裂纹萌生初始阶段的坚硬顶板进行分析,得到满足裂纹面边界条件、自然边界条件和连续条件的裂纹萌生初始阶段弯矩、剪力和挠度表达式。根据表达式,采用Matlab软件的数值计算、绘图和放大功能给出算例。算例表明：(1) 裂纹萌生截面在煤壁前方,其位置在见报道的顶板超前断裂位置范围内。裂纹截面后方及采空区的顶板下沉量随裂纹生长而明显地增大。在裂纹截面前方顶板挠度则发生“反弹”,与现场检测到的顶板“反弹”特性一致;(2) 煤壁后方顶板弯矩、剪力不变。煤壁前方因裂纹萌生顶板的弯矩、应变能全面减小。在裂纹前方剪力全面减小,在裂纹面附近剪力发生波动;(3) 煤壁到前方15 m是裂纹发生坚硬顶板应变能释放的集中区。煤壁前方坚硬顶板内力和弹性应变能减小,使岩层系统往安全方向发展。所得研究结果对于采场顶板状况判断有一定的指导作用和参考价值。     

岩体动力失稳及能量释放特征分析

基于岩体动力失稳现象,建立了两体系统的力学模型。分析了两体系统失稳发生的条件和过程,并给出了岩体动力失稳的临界条件,确定了岩体动力失稳的弹性能释放终止点位置。给出的弹性能释放量图解中蕴涵了丰富的信息量,该图解与Ⅰ体荷载-形变曲线一起,使对岩体动力失稳弹性能释放特征描述图像化。研究表明Ⅰ体曲线指数m值和Ⅱ体的刚度k_n值是影响岩体动力失稳弹性能释放量的2个重要因素,m值增大和k_n减小都将导致弹性能释放量的增加。     

坚硬岩体中巨跨硐室围岩稳定性影响因素研究

为了研究巨跨硐室围岩体的结构、强度及其赋存的地应力环境指标对硐室围岩变形的影响,基于正交试验原理,选取了硐室围岩岩石块体强度,结构面间距、黏聚力和摩擦角,硐室断面的高跨比及区域地应力7个相对独立的影响指标,采用数值模拟方法,综合分析了各因素对硐室拱顶沉降变形的影响.并以此为基础,采用分段导数累加法分析了各因子对硐室围岩...     

关于"准脆性材料应变软化尺度效应理论研究"一文的讨论

1 问题的提出 受拉钢筋经过屈服和强化阶段,其峰值强度之后,出现颈缩,即变形局部化。钢筋在断裂面处面积最小,隔一定距离后,其横截面积趋于常值。国外文献称此类现象为变形局部化和变形梯度效应。岩石峰值强度后软化阶段的变形是由于裂纹扩展、连通造成的,岩石的破坏不同于金属,但仍可以采用变形局部化及变形梯度效应的概念来对其软化阶段特性进行某些研究。 贵刊2003年第2期发表的王学滨等人的文章“准脆性材料应变软化尺度效应理论研究”(以下简称文[1])将单轴压缩岩样峰值强度cs之后的变形局部化模型用图1中的倾角为a、厚为w的(塑性)软 …     

岩体系统动力失稳的总势能函数诠释

定量阐述了在岩体系统准静态形变路径不同的位置处,系统有不同的总势能;岩体系统动力失稳释放的能量?Π与失稳起始点j、终止点s之间的能量关系为Πs=Πj+△Π,其中△Π<0;发现折迭突变模型势函数的微分是全微分,利用全微分的积分值与路径无关的性质,对在普通试验机上加载发生脆性破坏的岩样,在伺服试验机上通过油缸排油对外界输出能量,使岩样以渐进形式破裂的现象进行阐述。计算表明,油缸排油对外界输出的能量与岩样脆性破坏时系统以动力形式释放的能量相同;利用格林公式算得,系统平衡位置在折迭突变平衡路径上沿直线跳跃时释放的弹性能,等于直线与准静态平衡路径围成面积D的负值。分析表明,处于极限状态的岩体系统,不论是在准静态还是动力失稳的形变增大过程中,系统总势能总是向减小的方向发展。所得结果深化了对岩体动力失稳现象的认识、提高了量化描述水平。