复杂地质条件下高拱坝整体稳定研究与软弱结构强度弱化效应影响分析

锦屏一级高拱坝坝高库大,坝址区地质条件复杂,坝与地基整体稳定问题突出。工程蓄水运行后,坝肩结构面及软弱岩体的强度在高应力、强渗压的长期作用下将降低,对拱坝整体稳定更为不利。为评价加固后工程安全性,由水岩耦合三轴试验得到各软弱结构面强度在不同条件下的弱化率,并在此基础上采用综合法地质力学模型试验。由于试验技术限制,对结构面无法实现分区降低破碎带及影响带强度,综合各方面因素,模型试验最终采用破碎带统一降强30%的弱化方案。针对软弱结构面强度弱化效应对整体稳定的影响,采用三维非线性有限元软件对破碎带统一降强30%（方案一）和破碎带及影响带分区降强（方案二）进行计算分析,通过对比两方案计算结果,正常工况下方案二坝体变位较方案一增加幅度约-0.2%~2.24%,坝肩变位值较方案一增加幅度约-2.35%~1.72%,超载工况下坝体变位增加幅度约-4.68%~9.23%。两方案下坝体及坝肩抗力体变位、破坏过程及机理规律相似,量值相近,且试验与计算成果相近。综合分析认为,锦屏一级拱坝模型试验采用在破碎带统一降强30%来模拟破碎带及影响带分别降强是合理可行的,试验成果是可靠的。     

近充填体崩矿过程爆破振动控制研究

采用ANSYS/LS-DYNA分析凡口铅锌矿间柱采场近充填体炮孔的爆炸应力场, 提取充填体内一系列节点的振动速度, 加以对比分析, 以优化炮孔装药结构, 控制爆破对充填体的影响。研究结果表明: 炸药在炮孔内分布越均匀, 爆破对充填体的破坏效应越小;采用空气间隔装药时, 爆破能量分布更为均匀, 能更有效地控制爆破振动。     

基于球颗粒DDA法的巷道围岩破坏特征分析应用初探

非连续变形分析法(DDA)在岩土工程问题分析中应用广泛。基于球颗粒DDA法的计算原理,以小屯煤矿运输巷道为研究对象,模拟了煤矿巷道顶板裂隙发育、贯通直至破坏的全过程,结果表明:球颗粒DDA法再现的巷道顶部裂隙产生-扩展-破坏特征,与实际裂隙带发育情况吻合,球颗粒DDA在巷道围岩稳定性分析方面具有应用价值。本文研究成果对非连续变形分析方法的应用扩展具有重要意义。     

坝肩混凝土置换洞塞的传力规律及加固效果分析

为真实地模拟拱坝拱端、置换洞、断层和蚀变带之间的相互作用,通过建立地质力学平面模型模拟某高拱坝工程的典型高程断面,采用超载法研究坝肩经混凝土置换洞塞加固处理后的破坏规律和破坏形态,同时建立了未加固方案和加固方案的有限元模型,对模型试验进行补充和对比分析。结果表明,左、右坝肩经加固处理后,坝肩拱推力向山体深部坚硬岩体传递,大坝的超载能力明显提高,坝肩的抗滑稳定性和变形稳定性增强,说明左、右坝肩采用混凝土置换洞塞的加固措施切实可行,研究成果可供类似工程参考。     

基于颗粒法的物质热传导建模与可视化仿真

核废料深地质处置等问题常需进行热传导分析,而传统的热传导分析基于连续模型,无法描述 热量在两个接触体之间的传递细节。针对这一问题,首先,基于颗粒法将材料离散为一系列的热存储器和热 管道,通过与颗粒相关的热存储器和与接触相关的热管道组成的网络实现温度交换。其次,通过 Qt 搭建程 序架构,利用开放图形程序接口 OpenGL 实现可视化,并通过分析一维薄板、二维对称圆环的热传导特性对 其进行正确性验证,同时研究了颗粒粒径和堆积方式对传热的影响。结果表明,该方法能较好地模拟物质的 传热过程。     

岩质工程地质体三维球颗粒计算模型可视化建模

针对难以为离散数值方法建立复杂地质体计算模型的问题,以VC⁺⁺基础类库（MFC）为开发平台,编写三维球颗粒数值计算模型建模程序。利用开放图形程序接口OpenGL,在程序中实现建模可视化。开发的地表开挖算法及坑道开挖算法可使模型形成复杂地表和各种坑道空间。建模实例表明程序具有建立大型复杂地质体球颗粒计算模型的能力,可适应各种常见的工程地质体建模,有助于促进DEM、DDA等离散数值方法在大型工程中的推广应用。     

复杂条件下露天转地下开采断层对采空区影响研究

针对铜绿山Ⅰ号矿体露天转地下开采的复杂情况,采用FLAC^3D分析矿体上盘断层破碎带对采空区的影响,以指导现场施工。分别建立有断层模型和无断层模型,对2模型采用同一种开挖方式：布置1#采场及2#采场,2采场之间留下隔离立柱用于支撑顶板。从压应力及位移量2方面比较2个模型的开挖结果,研究表明,断层使采矿作业条件恶化,主要表现在2个方面：①断层降低了矿体上盘岩体的整体性和连续性,使采场两帮压应力增大0.01~0.45 MPa;②顶柱厚度较大时,断层对1#采场几乎不产生影响,对2#采场影响较大,导致其顶板下沉量增大,表现为2#采场顶板绕立柱顶部旋转;当顶柱厚度h≤16 m时,断层对2个采场均产生影响,均导致其顶板下沉量明显增大,表现为2采场顶板绕1#采场左帮顶部旋转。     

束状深孔拉槽爆破参数优化研究

凡口铅锌矿间柱采场受过去采矿扰动影响,矿岩破碎,掘进切割天井困难。借鉴束状孔爆破的原理,采用束状深孔对间柱采场进行拉槽,取代天井为后续爆破提供自由面和补偿空间。采用ANSYS/LS-DYNA对拉槽孔爆炸应力场进行分析,确定合理拉槽爆破参数。研究结果取得良好现场应用效果。 采矿工程|束状孔拉槽|ANSYS/LS-DYNA|装药结构