中国地应力场分布规律统计分析

查阅迄今为止中国现有的实测地应力资料，参照霍克–布朗的地应力分析、统计和拟合方法，形成实测平均水平地应力与垂直地应力的比值随深度变化的散点图，回归实测平均水平地应力与垂直地应力的比值随深度的变化曲线并与霍克–布朗曲线进行比较，发现深度超过1 200 m以后，中国实测平均水平地应力与垂直地应力的比值统计值大于霍克–布朗曲线中值，且最大应力包线与霍克–布朗包线基本吻合，而最小应力包线的应力水平小于霍克–布朗包线的应力水平。进一步分析回归中国岩浆岩、沉积岩和变质岩等3种岩性的地应力统计结果，得到类似的回归曲线。统计结果对了解中国地应力场的宏观分布情况具有重要参考价值，对进行深埋地下结构分析计算和辅助设计具有重要的实用价值。     

岩石细观结构量化试验研究

岩石是一种多尺度材料,以往的研究大多是在宏观尺度下进行的,由于岩石在外部荷载作用下的断裂乃至破坏是由于处于细观尺度的微裂隙的增长和贯通引起的,所以对处于细观尺度的微裂隙进行量化分析,对于了解和研究岩石的力学性质有一定的意义.首先,基于损伤理论建立一套岩石细观量化试验方法,利用扫描电镜对四川锦屏大理岩进行观测,得到大量岩石细观结构图片.基于数字图像处理理论,利用区域生长算法对图片进行处理,并编制相关程序实现图像增强和图像分割,从分割后的二值化图像中提取微裂隙的长度、方位角、宽度、面积和周长等细观信息.然后,利用统计学理论对获取到的微裂隙细观信息进行统计分析,得到各参数的统计规律,进一步利用Monte Carlo理论模拟岩石细观结构体积表征单元.最后,依据几何损伤理论得到岩石细观结构体积表征单元的初始损伤张量,将其引入到G.Swoboda的损伤理论中,模拟得到单轴压缩试验和常规三轴压缩试验的应力-应变关系,并与实际试验的结果进行比较.结果显示可以较准确模拟2种力学状态下的应力-应变关系.     

基于数字图像处理的冻融页岩温度场的数值分析方法

利用数字图像处理技术与有限元软件ANSYS相结合的方法对冻融岩石CT图像进行处理,获得岩石细观结构图像,分析冻融岩石的温度场分布规律。结果表明,数字图像处理技术可以准确地描述岩石损伤的空间分布,最大限度地挖掘利用岩石CT图像所隐含的信息。岩石细观结构图像与有限元法的结合可实现考虑岩石细观介质及其空间分布的冻融温度场的有限元模拟,岩石的细观结构决定了冻融岩石温度场的分布规律,其对岩石冻融损伤破坏过程有重要影响。提出的冻融岩石温度场研究方法可从细观尺度探索寒区岩石工程冻害产生的原因,为解决寒区岩石工程冻胀、融沉问题提供新的方法。     

岩石冲击破坏的数值流形方法模拟(英文)

岩石冲击破坏是一种典型的动力学问题。为了更好地利用数值流形方法对动力学问题进行分析,本文在对原数值流形方法中的动力学问题求解思想进行分析的基础上,采用动力有限元方法中的Newmark法对该算法进行了改进。改进后的数值流形方法与原来相比具有3个明显的优势:①当选择合适的参数后,该方法能够保证解的无条件收敛;②可以采用比原算法大的多的时间步长;③充分地考虑了动力学问题中的阻尼效应。最后通过一个算例说明了改进后的数值流形方法能够很好地模拟岩石在冲击载荷作用下破坏的全过程,克服了有限元法不能模拟岩石破坏后块体运动情况的不足。     

多因素作用下隔河岩电站厂房高边坡变形机理及岩体稳定性研究

以有限元计算程序ADINA为平台,建立隔岩电站厂房高边坡的三维模型。基于卸荷岩体力学理论与方法,综合考虑了初始工况、开挖工况、卸荷工况、加固工况、蓄水工况和蠕变工况,在应力分析和变形分析的基础上,研究了多因素作用下隔河岩电站厂房高边坡的变形机理和岩体的稳定性,并绘出高边坡的变形机理图。为对分析的合理性进行验证,将蠕变工况的计算成果与监测成果进行对比,在验证合理性的基础上进一步对边坡的后期变形进行预测。同时,结合上述分析的成果,提出监测布置的建议。     

扁平特大断面公路隧道核心土模拟与分析

破碎围岩段大断面隧道施工时,较多采用双侧壁导坑法,预留核心土对在开挖过程中隧道的围岩变形和支护受力有很大影响,对隧道围岩稳定性起着至关重要的作用.文章依托广州龙头山单向4车道公路隧道,对扁平特大断面公路隧道在破碎围岩段采用双侧壁导坑法开挖时,预留核心土厚度的区别和开挖方式的不同进行了有限元模拟,分析了围岩应力、围岩塑性区、拱顶沉降、二衬和核心土临时支护的内力,得出了核心土的合理厚度及较为合理的开挖方式.结论对扁平大跨隧道的设计和施工具有指导意义.     

深埋地下硐室围岩与隧硐衬砌接触分析

应用异性结构面抗剪强度理论研究了深埋地下硐室围岩与隧硐衬砌间的相互作用,提出硐室围岩与衬砌间的结构面的力学模型,并应用算例得出了接触结构面可能先于围岩和衬砌达到其破坏强度的结论。     

青海瓦勒尕金矿床地质特征及找矿方法

瓦勒尕矿区是青海省沟里地区整装勘查区之一,是沟里地区勘查成果最好的示范性矿区。通过研究区域地质、矿床地质特征和成矿分析,总结岩体成矿的规律及模式。与科研单位合作,结合瓦勒尕矿区实际勘查成果,发现勘查区内规模最大、品位最富的金矿体产于花岗岩体内部蚀变带中的Ⅵ号矿脉。结合成果总结出较为先进的找矿方法,为周边的找矿起到示范意义,在沟里地区实现了勘查理念的转变,从找老地层的石英脉型金矿转变为寻找构造蚀变岩型金矿。     

岩浆热液矿床的成矿地质体

岩浆热液型矿床主要与中性-酸性岩浆岩类密切相关,成矿地质体较为明确,因此成矿地质体特征是该类矿床重要的找矿预测标志。我国岩浆热液型矿床可划分为壳-幔混源和壳源两大系列和6个亚系列,其中壳-幔混源岩浆热液矿床又分为Cu-Mo-Au系列、Pb-Zn-Ag多金属系列、Fe系列,壳源岩浆热液矿床分为W多金属系列、Sn多金属系列、稀有元素系列。从Fe→Cu-Mo-Au→Pb-Zn-Ag→Sn多金属→W多金属→稀有元素系列,成矿地质体特征具有一系列规律性演变:含矿岩石类型从中基性向中酸性、酸性变化和从准铝质向过铝质变化,岩浆性质从高氧化、低氧化到还原性变化。各系列矿床的成矿地质体均表现出多期次/多阶段特征,是岩浆演化晚期作用的产物。它们总体表现为小岩体,多以岩株、岩脉、岩瘤、岩枝等形式产出。各类成矿地质体的产出规模和深度不尽相同,主要与矿化类型有关,与矿床系列也存在一定关系。总体上,斑岩型、斑岩-角砾岩型矿床等高位侵入体型成矿地质体的规模较小,而夕卡岩型矿床的成矿地质体面积较大。     

安徽淮北市青东煤矿8-2煤层顶板冲击倾向性鉴定条件分析

安徽省淮北市青东煤矿是华东腹地最重要的矿集区之一, 其煤种具有良好的结焦性能。通过现场勘查、地表填图和物探测量等工作手段, 以及运用Surfer、AutoCAD等软件作图分析, 赋值叠加计算并制作煤层真厚度的等值线图、坚硬岩层钻孔分布图和需开展冲击倾向性鉴定区域图。青东矿8-2煤层埋深超过400 m的煤层约占总体的80%, 单层厚度超过10 m的坚硬岩层主要分布在矿井的西南、东北和中部偏南方向;西十采区的南部、西八采区的中部以及8725工作面整体和Ⅱ872工作面东部等地需要做冲击倾向性鉴定。冲击倾向性鉴定条件的分析, 为青东矿的安全开采提供理论支持和有力保障。