结构面切割不同岩性巷道围岩关键块体研究

为研究红岭铅锌矿矿房在结构面切割作用下的稳定性,分析巷道围岩受结构面的切割破碎程度,减少回采过程中块体掉落造成的危险,采用数字摄影测量技术,进行岩体结构面测量,获取结构面基本参数信息;根据BQ指标进行岩体质量分级,基于推广Hoek-Brown强度理论进行岩体力学参数计算;建立结构面离散裂隙网络模型,进行结构面切割下的不同岩性巷道关键块体研究,并给出破碎程度评价。研究表明大理岩岩体产生123块关键块体,最破碎;板岩岩体产生79块关键块体,破碎程度居中;矽卡岩岩体产生27块关键块体,破碎程度最小。     

块体理论赤平解析法的节理裂隙岩体破坏预测分析

杏山铁矿区域的节理裂隙比较发育,且具有F9断层等大构造,分析巷道开挖围岩稳定性非常必要.在区域工程地质条件和结构面调查研究基础上,运用块体理论赤平解析法分析了巷道开挖面在F9断层、优势节理面J1和J2的影响下形成的可动块体,并对可动块体的滑动形式进行了研究.可动块体及滑动形式的研究,为巷道围岩失稳预测及其支护提供了理论...     

块体理论在采场稳定性分析中的应用

根据块体理论，以矢量计算为基础，开发了结构面分析程序，分析了结构面对廉江银矿采场稳定性的影响，找出了廉江银矿上向进路胶结充填法采场各部位的可动块体，计算各可动块体在重力作用下所需的支护力，从而确定了采场各部位可能出现的关键块体。     

裂隙岩体巷道围岩最大可动区域解算研究

开展裂隙岩体巷道围岩最大可动区域解算研究,对于巷道安全开挖及长期使用具有重要意义。基于关键块体理论矢量运算求解方法,结合一般块体理论可限定结构面半径的独特优势,解决代表性结构面组选择问题,简化块体可动区域求解过程,形成一种快速准确确定裂隙岩体巷道围岩最大可动区域的研究方法。以广西铜坑矿92号矿体405m水平2~#盘区3~#裂隙凿岩道结构面数据为基础,利用所研发技术,开展复杂裂隙环境下巷道围岩最大可动区域解算研究的实例验证,计算结果表明:3~#凿岩道关键块体主要集中于拱形巷道断面左侧,开挖过程需重点进行左侧部位的支护,以保持围岩稳定。研究成果对于地下矿山裂隙岩体巷道围岩危险区域确定工作具有重要指导作用。     

基于块体理论岩体稳定性分析及三维数值模拟研究

本文介绍了基于不连续变形方法的块体理论.以某金矿运输巷道为工程背景,详细论述了围岩中关键块体的判别及块体最大可动区域的确定,并通过BST和UNWEDGE程序进行关键块体计算.通过块体理论方法在围岩稳定性分析中的应用,分析了围岩稳定性的影响因素和关键块体的安全系数,对围岩塌陷区的加固机理进行了研究,并对围岩稳定性进行了数值模拟研究(3DEC),验证围岩塌陷区进行加固支护方法具有一定效果.     

关键块体稳定影响因素主成分分析

块体理论是由我国学者石根华首先在国内提出的,主要用于分析研究块体在三维空间的几何形状以及运动可能性问题。其核心可归结为排除无限块体和不可动块体找出临空面上的关键块体,对其进行分析研究并对可能失稳的块体提出合理的加固措施。用该理论来分析岩质边坡稳定性时,影响关键块体稳定性因素较多。结合均匀试验设计方法,考虑岩质边坡开挖以后的卸荷的影响,选用构成块体的2组结构面的黏聚力、摩擦角、以及地震动峰值加速度5个因素的影响来进行分析研究,评价各因素对岩质边坡关键块体稳定性的影响程度。为实际工程建设提供一定的建议。     

水平地应力对下向进路可动块体稳定性影响的分析

地应力对深部地下洞室围岩的稳定性有很大程度的影响,其中水平地应力分量起关键作用。针对下向进路侧帮可动块体的形成条件及受力状态,利用矢量分析及力学计算,提出了考虑水平地应力的可动块体稳定性系数的计算方法。在此基础上,分析了最大水平主应力方向与进路方向呈不同交角时,主应力对可动块体稳定性的影响。分析表明,在一定的块体形成条件下,水平主应力对可动块体稳定性的影响与水平主应力的作用方向密切相关。随着最大水平主应力方向与进路方向交角的增大,主应力对可动块体稳定性的影响程度逐渐减小,交角在0~30°之间变化时,块体稳定性系数减少较快,随交角的增大,块体稳定性系数变化趋于平缓。将本计算方法应用于工程实践中,取得了良好效果。     

某铜矿地下开采侧帮可动块体稳定性分析

采用理论的方法分析了江西某铜矿地下开采进路侧帮的稳定性。首先提出了考虑地应力作用的可动块体的稳定性分析模型,然后根据力的平衡原理,建立了主应力及岩体结构面倾向、倾角的关系公式,并得到了可动块体抗滑力表达式。在此基础上,建立了块体沿双面滑动时的稳定性系数的表达式,计算结果显示：块体的稳定性系数值随着最大水平应力方向与回采进路方向夹角的增大而逐步减小,当最大水平应力方向与进路方向相同时,则块体的稳定性系数值增大。最大水平应力对块体稳定性的影响,主要与其应力值的大小和块体结构面产状有关。     

下向进路侧帮可动块体的稳定性力学分析

为了研究下向进路侧帮矿体在上覆充填体作用下的变形特征,在综合分析侧帮矿体与充填体交接处可动块体形成条件的基础上,应用弹性理论分析了充填体对进路侧帮可动块体的力学效应。结果表明,充填体对侧帮可动块体的稳定性影响与进路高宽比、侧帮矿体的力学性质及可动块体的滑移面倾角有关,阐明了充填体作用下下向进路侧帮可动块体的变形破坏机理,推导了可动块体顶面受充填体作用力大小的计算方法,以及可动块体在充填体作用下的稳定性系数计算方法。武山铜矿开采的工程实例应用证明了该方法的应用效果。     

基于块体二维图形的岩块三维筛分尺寸研究

为实现破碎岩石的三维块度分布估算,研究了根据图像分割后的岩块二维图形计算岩块三维筛分尺寸的方法。通过块体三维形状参数ε和κ对块体进行分类,根据分类结果计算块体的等效尺寸作为过筛块度尺寸。利用岩体结构面网络模拟建立三维岩块模型集合,利用一组平面对其进行切割得到岩块对应的二维轮廓线,根据岩块二维轮廓线和岩块三维模型分别计算块体的二维和三维几何特征参数值,从而利用统计分析和回归分析建立二维和三维几何特征参数之间的关系,推导出通过二维几何参数计算岩块筛分尺寸的公式,最终得到定量的矿岩块度分布。实验对比表明,根据二维几何特征参数计算的块体筛分尺寸和三维岩块模型的块体实际筛分尺寸分布规律基本一致。     

浅埋超大跨四线高铁隧道开挖力学特性研究

以新建杭绍台高铁下北山隧道为工程依托,该隧道为浅埋超大跨四线高铁路隧道,基于现场取样进行室内岩石力学试验,合理确定了不同围岩等级的力学参数,在此基础上建立三维计算模型,分析浅埋超大跨隧道采用开挖工法时的力学特性。结果表明:双侧壁导坑法在围岩位移控制方面优于三台阶法,双侧壁导坑法中上导洞加临时钢支撑的措施能有效控制位移的变化速率,优于中上导洞一次开挖的做法,设计中应注意控制拱部导洞的开挖面积;在初支结构内力控制方面,双侧壁导坑中上导洞加钢支撑的方法初支结构的拉应力最小,结构受力最为安全。     

公路隧道石门揭煤安全岩柱的数值模拟研究

为探究瓦斯隧道不同地质条件下对安全岩柱的影响,以重遵高速松坎隧道为工程背景,基于隧道揭煤应力演化等相关理论,建立了瓦斯隧道三维模型和数学模型,利用FLAC软件对2种开挖断面和3种煤层倾角的隧道进行了模拟计算,对比分析了隧道开挖过程中的煤岩应力变化规律,获得了开挖断面面积和煤层倾角对安全岩柱的影响。研究表明:同一煤层倾角,开挖断面越大,所需安全岩柱越厚,反之越薄;开挖断面面积相同时,煤层倾角越大,所需安全岩柱越厚。     

隧道围岩关键块体爆破安全振速研究

针对隧道掘进爆破条件下爆源附近围岩关键块体的稳定性问题,建立了关键块体受力状态的力学模型,根据刚体平衡原理建立了爆破振动速度与块体各物理量间的联系,得到了隧道围岩关键块体安全振速的计算表达式。分析表明,关键块体侧向平均正应力与埋深成正比,岩体静侧压系数对块体侧向平均正应力有显著的影响,隧道半径与块体高度的比值对块体侧向平均正应力影响不显著。同时结合实际工程案例,分析了岩体静侧压系数、累积损伤、拱顶与最大切应力区对关键块体安全振速的影响规律,为爆源附近隧道围岩安全振动速度的确定提供理论参考依据。     

隧道围岩结构易损性测试方法

为了分析隧道出现垮塌风险,提出了隧道围岩结构易损性测试方法。计算隧道围岩结构损伤指数,选取了合适的隧道围岩结构损伤指标,采用OPENSEES方法模拟了隧道围岩结构和支护结构的力学行为;根据隧道围岩和支护结构的物理力学参数,模拟了隧道施工过程及空洞;结合隧道围岩结构易损性测试流程,实现了隧道围岩结构易损性测试。实例测试结果表明,该测试方法可以测试出隧道围岩结构的损伤概率,与实地调查结果相符,可以有效控制隧道出现垮塌风险。     

高地应力双隧道施工围岩应力变化规律数值模拟研究

以云县至凤庆高速公路隧道开挖工程为研究对象,采用数值分析和相似模拟相结合的手段,对其处于不同埋深岩层围岩变化规律展开研究。为保证隧道开挖施工安全,分别对隧道拱顶围岩压力、拱腰围岩压力以及上方围岩压力进行监测。基于监测数据分析围岩应力变化规律,明确了隧道开挖对其拱顶上部岩层影响程度和拱腰不同位置岩层应力在应力释放阶段所表现形式。研究表明,拱腰围岩竖向应力在左右隧道开挖整个施工阶段,应力变化曲线主要可分为3种类型,逐渐增大最终趋于稳定型、先增加后快速下降再缓慢增加型和先增加后快速下降至0型;根据拱顶及拱顶上方岩层竖向应力曲线,可将隧道拱顶上方岩层分为3种状态,拱顶上方0~50 m应力释放“高影响区”,拱顶上方50~150 m岩层属于应力释放“次影响区”,拱顶上方150 m以上岩层属于应力释放“缓影响区”。     

综合物探方法在天然气高瓦斯隧道超前地质预报中的应用

天然气高瓦斯隧道中的瓦斯不可预见性很大。施工过程中,在遇到隧道洞身段局部岩体节理裂隙发育、围岩破损带、断层处,均可能发生瓦斯逸出甚至瓦斯突涌现象,现场存在很大的瓦斯安全隐患。主要研究了TSP探测、地质雷达、超前钻探等方法在瓦斯隧道施工中的应用情况,多种物探手段与钻探相结合对不良地质体进行综合预测,取得了较好的预报效果,有力保障了现场施工安全。     

基于电成像测井的碳酸盐岩储层分类系统设计与实现

四川盆地普光地区碳酸盐岩储层发育裂缝和溶蚀孔洞,由于常规测井响应特征不明显,需要结合使用电成像测井资料来进行解释。针对碳酸盐岩在勘探开发中地层划分和类型识别的需要,采用Visual C++作为开发平台,并结合Oracle数据库和FTP文件系统,设计开发一套基于电成像测井的碳酸盐岩储层分类软件系统。该系统实现了对碳酸盐岩地层的自动分层和类型识别、成果显示及交互解释、Oracle数据库及FTP文件系统管理和多机使用等功能,并且具有良好的用户界面,操作方便,易于使用,对划分地层和确定地层类型处理效果良好,提高了资料处理解释效率。     

隧道断层破碎带坍塌机理及处理措施研究

在断层破碎带结构下进行隧道施工,容易引发围岩滑动失稳甚至隧道坍塌等施工灾害.为探究断层破碎带开挖坍塌机理及对应解决措施,研究以X隧道为依托,使用PFC2D离散元软件对断层破碎带开挖过程进行数值模拟.节理面和隧道开挖面相较或距离较近时,对隧道开挖稳定性影响较大.断层破碎带容易沿节理面出现滑动破坏出现坍塌情况,并且该破坏存...     

深埋富水岩溶隧道帷幕注浆参数优化分析

深埋富水岩溶隧道在施工过程中经常会发生突水和涌泥,严重影响施工进度,甚至会发生严重事故,造成重大经济损失.对于深埋富水地区的隧道,如何有效控制涌水,保证围岩稳定,对工程建设的安全有着重要的影响.以成都至贵阳的应山岩隧道富水段为例进行了模拟研究,利用有限元软件ABAQUS对隧道帷幕注浆进行数值模拟分析,通过对数据进行分析...     

矿岩崩落块度预测的节理面三维模拟技术及其应用

基于传统二维状态下块度预测存在的弊端, 提出以构造面的空间展布规律为基础, 利用Monte Carlo技术模拟节理系统, 采用三维实体切割技术建立块体三维截取模型的矿岩块度预测新模型, 实现了矿岩崩落块度的三维预测, 并开发了相应软件OFP 1.0(Ore Fragments Prediction)。研究成果应用于某特大型斑岩铜矿, 预测结果表明: 该矿山等效尺寸大于1.65 m的块体筛上累积百分比为40%, 大于1.26 m的块体筛上累积百分比为59.85%。根据等效尺寸与块体体积的转换关系, 建议放矿口尺寸设置为5 m×5 m, 此时放矿口堵塞几率较小。研究成果为自然崩落法矿山采矿方法设计和工程中的放矿控制提供了重要依据。