强烈动压条件下巷道支护技术研究与应用

为了解决相邻工作面之间巷道动压影响的问题,结合马兰矿10704工作面轨道的实际情况,采用有限元模拟软件FLAC3D,分析了10704面轨道顺槽在掘进时受回采的动压影响,研究表明超前影响范围约为50 m,并且巷道与10702面回采相遇之后,受到临近工作面采空区上覆岩层形成结构动态变化,巷道围岩变形持续加剧趋势。采用“Φ22 mm×2 400 mm螺纹钢锚杆加W钢带加锚索加金属菱形网”联合支护,使10704轨道巷掘进期间未出现过大的巷道变形,同时顶板下沉量并不大,巷道的变形量趋于稳定。较好地解决动压条件下锚杆支护巷道掘进难题。     

原料组份对土质相似材料力学特性影响的试验研究

研制适合的相似材料对地质力学模型试验的顺利开展具有重要意义。通过直剪试验、无侧限抗压强度试验和室内三轴试验获得了一种软质土类材料的基本物理力学性质,借助扫描电镜对其微观形貌特征进行了分析,研究了原料组份对该材料强度特性、受力过程及破坏特征的影响规律。结果表明:原料组份变化对相似材料的物理力学参数及力学特性影响显著,洗衣液在软质土类相似材料中的应用效果较好,能够对材料的力学特性进行稳定调节,石膏、重晶石粉和膨润土均为调节材料密度的重要控制变量;洗衣液和水对材料力学参数及应力-应变曲线特征的影响最大,膨润土在材料表观特征、受力过程、破坏特征方面影响较为明显。试验结果为进一步研究地质力学模型试验中土质相似材料的力学特性和制备工作提供了参考。     

煤矿隐伏断层突水的断裂力学模型及力学判据

针对导水断层和底板塑性滑移场的空间关系,把导水断层和底板塑性滑移场的最短距离视为断层突水的关键路径,建立了底板隐伏断层突水的简化断裂力学模型.利用断裂力学理论分析了含斜裂缝有限板裂缝尖端的应力强度因子计算公式,推导了导水断层发生劈裂破坏的临界水压力以及影响因素.结果表明:发生断层突水的临界水压力随着断层长度增加而减小、随着断层到底板距离的增加而减小、随着水平压力增大而增大的趋势.根据压剪裂缝扩展时翼型分支裂纹扩展理论,获得底板隐伏断层突水的必要条件是承压水达到临界水压力,充分条件为断层到煤层底板的最短距离达到一个的临界值以及相应的理论公式.     

拱坝坝肩岩体稳定地质力学模型试验

保证坝肩岩体稳定是拱坝设计和建设中的重要问题。由于岩体通常是非均匀、非弹性的不连续体,故其三维稳定性分析十分复杂。利用能反映地质构造特点的地质力学模型试验研究拱坝坝肩岩体稳定是一种较新的有效方法。本文论述了拱坝坝肩稳定的类型及性质、地质力学模型试验的原理和方法以及试验技术问题。文中并介绍了为国内一座大型重力拱坝进行的坝肩稳定三维小块体地质力学模型试验研究成果,分析了该坝左坝肩在水压超载条件下的破坏机理,指出它与通常采用的刚体极限平衡理论分析结果差异较大。     

大型地下洞室群三维地质力学模型试验中隐蔽开挖模拟系统的研究和设计

对大型地下洞室群三维地质力学模型试验中施工过程模拟的隐蔽开挖问题进行了研究探讨，确定了隐蔽开挖的基本原则，研究设计了隐蔽开挖中的定位系统、开挖系统和内窥系统，介绍了试验中隐蔽开挖的实施过程。通过这一系统的应用，实现了真正意义上的地下洞室群的施工过程试验模拟。     

跨断层形变自动化观测技术的研究与应用

大地震引发的断层错动已为人们所熟知，而断层蠕滑造成的地质灾害也逐渐受到更多的关注。断层活动速率变化异常与地震的孕育存在一定的关系。断层蠕滑变彤对核电站、水库大坝、城市生命线工程、大型和高层建筑的安全是一种潜在威胁。跨断层形变自动化观测技术为断层现今活动性研究、地震监测预报和工程安全评估提供了有利条件。地壳应力研究所于20世纪60年代末开发的光电型断层变形测量系统，采用了以CCD器件为核心部件的位移传感器，测量精度高、量程宽、无电学漂移，为连续精确地观测断层活动参数提供了可靠的工具。     

不规则岩体裂隙结构面水力学模型的选择

本文针对工程中不规则裂隙的水力学特性和结构面地质力学特征，提出了层流状态下的正弦渗流模型和锯齿渗流模型，通过现场实验对比，证明应用该模型比较理想。     

拱坝坝肩稳定性的地质力学模拟研究

为了论证和评价澜沧江小湾水电站拱坝坝肩岩体的稳定性，特别是软弱面(带)对坝肩稳定性的影响，采用相似材料三维嵌合块体地质力学模型试验，对坝肩岩体在开挖、工程荷载和超载条件下的变形破坏特征以及破坏机制进行研究，并评价坝肩岩体的稳定安全度和超载能力。     

地质力学方法研究——不同构造力作用下地应力的类型和分布

本文指出了重力引起的应力和流体压力在构造发育中的重要作用,强调在构造力、重力、流体压力共同作用下,从总应力状态与岩石强度的相对关系上研究构造形变。分析了不同性质构造力作用下含油气盆地的地应力类型和分布规律,从机理上说明了各类盆地的构造及断裂特点。     

综合甜点评价方法在某致密气区的应用研究

针对鄂尔多斯东缘某致密气区块压后无产及低产井比例高的状况,分析该区域压后产能影响规律,建立了区块地质及力学三维模型,以石盒子下段单层单采井的压后无阻流量为目标变量,采用非线性回归方法得到了压后无阻流量预测公式。该公式反映了各因素对压后无阻流量的影响规律,对压后产能的贡献规律,且得到后续验证。将此预测无阻流量作为地质及力学综合甜点评价指标应用到三维地质模型中,能够较全面反映目标层段的可能压后高产区域,提高开发效益。