岩石稳定的位移突变判据

应用有限元数值分析方法模拟开挖施工过程中岩体随强度折减的位移变化，对开挖过程中岩体关键部位的位移时间序列进行尖点突变分析，以判别岩体位移的稳定性，从而分析岩体工程系统的稳定性。计算了有关的算例，并与其它计算方法作对比，验证了模型的合理性和有效性。     

岩体非线性卸荷与熵变的基本特点

从能量角度，分析了岩体开挖引起的非线性卸荷裂隙扩张的熵变特点，说明熵变是岩体卸荷过程影响稳定性的重要因素之一。     

基于遗传算法的岩体初始应力场反演

基于遗传算法,根据巷道开挖后变形收敛观测资料,建立了岩体初始应力场非线性反演方法,解决了传统线性化反演解的不唯一性问题和迭代发散问题。根据不同观测仪器的分辨率和精度,建立了目标函数和权矩阵和迭代终止准则。数值计算结果表明,所提出的非线性反演方法具有全局收敛特性和良好的抗观测噪音能力。     

基于Hoek-Brown破坏准则的岩体参数预测方法与应用

一般来讲,岩体破坏过程的计算均采用Mohr-Coulomb准则,但此时的岩体力学计算参数的选取是关键,直接影响着理论计算和分析的准确性。Hoek-Brown破坏准则能够较全面地反映岩体受构造应力、人为开挖等因素的作用,因此,在该准则理论的基础上分别介绍了Mohr-Coulomb准则中的抗剪强度参数、抗压强度和变形模量的等效估算方法;然后针对某矿区的矿岩参数进行了预测,得到了一些有实用价值的结论,为该矿区的采矿设计、数值分析和岩体评价提供了基础数据资料。     

马鞍石隧道掘进围岩稳定性数值模拟分析

本文以马鞍石隧道围岩地质条件为基础,以设计资料为依据,根据岩块力学参数试验成果和岩体工程地质研究的分类成果,运用Hoek-brown等经验准则确定了岩体力学参数,运用三维快速拉格朗日有限差分程序对Ⅳ类围岩全断面开挖后隧道围岩的稳定性进行了数值建模和分析计算,对隧道开挖过程中的力学行为和稳定性进行了评价和预测。     

正断层煤层开挖煤岩体的力学特性研究

为研究正断层煤层开挖煤岩体力学的特性,通过建立正断层附近煤层开挖时煤岩体的力学模型,运用FLAC3D数值计算并理论分析了上下盘开挖时煤岩体的力学特性。结果表明:水平位移、水平应力对煤层开挖顶端岩体的影响较小,地应力引起的竖向位移和开挖顶端相当应力是造成冒顶和开挖顶端岩体塌落的主要因素,当煤层中存在正断层时,从上盘开挖引起开挖顶端的相当应力和竖向位移比从下盘开挖引起的小,开挖区与断层距离越近,开挖顶端相当应力和竖向位移越大,相同条件下从上盘开挖较从下盘开挖更安全。因此,在工程实际中应尽量避免从下盘对煤层进行开挖,从而减小安全隐患。     

顶板崩落变形破坏过程的数值分析

采用数值方法建立三维计算模型,分11个步骤对采场开挖的全过程进行数值模拟,得到开挖后空区围岩的水平位移、竖向位移和塑性区分布情况,进而分析矿区顶板自然崩落规律的变形破坏情况。由于采场的开挖,导致岩体内部应力释放,围岩位移指向空区内部,水平位移最大处出现在采场采矿区的两侧边帮处,位移方向均指向采空区内部。随着开挖宽度的扩大,竖向位移呈圆弧曲线形式由采场顶板向岩体内部不断扩张。开挖过程中,空区顶板首先由剪切破坏导致岩体破裂下落,出现采场顶板冒落现象,采场采空区的顶板中央上部岩体随着顶板冒落不断往下变形,出现一定高度破坏区域的岩体。当采场开挖面积进一步扩大时,采场顶板上方的岩块将无法维持稳定状态,出现持续崩落现象。     

充填开采过程中岩体能量释放规律研究

充填法开采过程中充填体与岩体的耦合力学作用是一个能量耗散过程。分析了岩石破坏比能,采用有限元方法研究了矿床开采过程中岩体能量的释放规律。研究表明,随着开挖体积的增加,岩体能量释放率逐渐增大,且随开挖体积呈二次曲线增长,采场充填对于减小岩体能量释放率具有显著的效果。     

密集节理化岩体边坡破坏反分析的实用分析（一）

在边坡截切密集了理化岩体的场合,可能因大型节理与小型节理的联合而穿经岩体和岩石物质发生破坏。这类岩体强度的测定非常困难,因为实验室试验的代表性试样尺寸太大。这个困难可以通过采用非线性岩体破坏准则,或这样边坡的反分析估计岩体强度而得以克服。本文就服从非线性破坏准则（而不是线性破坏准则）的密集节理化岩体中开挖边坡所调动的抗剪强度参数的反分析实用方法和计算机程序。     

确定开挖岩体类级的距离分析法

距离分析法的实质是将开挖岩体与各类标准岩体都看作m(岩体稳定性影响因素数)维空间中的点,通过“开挖点”与各“标准点”的距离计算与比较,确定开挖岩体的类级。     

基于数值模拟的隧道开挖及支护方法选择

对某隧道岩层交汇土石交界段隧道开挖与支护的施工过程进行三维有限元数值模拟,对比分析正台阶留核心土法和双侧壁导坑法两种工法施工过程中的围岩应力和隧道周边收敛变形随时间和施工工序的变化规律,从整体上把握隧道施工的效果,找出有利于围岩稳定的最优开挖方案。     

后观音山铁矿采场结构参数优化研究

基于后观音山铁矿的工程实例,采用大型有限元分析软件--MIDAS GTS对矿体典型采场顶板的稳定性及采空区对采场围岩力学状态的影响进行数值模拟、非线性分析。对5种典型采场结构模型的模拟结果进行了比较分析,根据分析结果结合采掘效率和开采成本等因素最终确定了采场最优结构参数,即6 m矿柱,8 m矿房。在后观音山采场的实际应用表明,该方法是一种采场结构参数快速优化的新方法,有很好的实用价值。     

隧道围岩稳定性的有限元分析

根据地下结构设计理论和岩石屈服的Drucker-Prager准则，考虑到了围岩的自身承载能力，采用有限元的分析方法对广西柳州一处公路隧道围岩的稳定性进行了分析。分析了开挖方式、开挖顺序对围岩稳定性的影响，对围岩的开挖过程进行模拟。确定不同开挖方式下隧道围岩的位移、应力状态，以及位移、应力状态随时间的变化规律，为隧道施工过程中开挖方案的制定、支护时间的选取提供依据。     

软岩试件非线性蠕变特征及参数反演

根据深部软岩室内三轴剪切和单试件分级加载蠕变试验结果,采用岩石蠕变力学元件模型和经验本构相结合的方法,获得描述岩石非线性蠕变本构模型。利用现场实测数据对软岩巷道开挖过程进行了参数反演,获得了和试验相一致的软岩本构力学模型参数,反演结果验证了该模型的可行性。     

岩溶地质对隧道施工稳定性的影响评价

根据依托工程的工程地质特点,利用三维有限元数值模拟方法,选取典型断面,通过分析有溶洞与无溶洞两种工况下隧道开挖引起的隧道围岩的位移、应力等指标的变化,来评价溶洞对隧道稳定性的影响,指出岩溶离隧道顶部较近时,隧道开挖可能使顶板断裂而出现垮塌,从而造成突水突泥等地质灾害。     

玲珑金矿深部开采三维有限元数值模拟研究

玲珑金矿已进入深部开采, 其工程地质条件和矿体赋存状况恶化, 地应力增大, 地压显现加剧。采用大型非线性三维有限元对深部回采过程中的地压活动规律和围岩稳定性进行了系统分析, 对目前采矿方法存在的问题和深部回采应选用的采矿方Due to deep mining, Linglong Gold Mine′s geological environment and orebody occurrence are getting worse and worse, and its underground stress is progressively increasing, thus resulting in an obvious increase in underground pressure. This paper analyses systematically the fluctuating regularity of underground pressure and the stability of rock wall during deep mining using non-linear 3-D finite element method.In light of the existing problems of mining method, the authors have made conclusive suggestions for chosing deep excavation methods of Linglong Gold Mine.法提出了结论性意见。     

多次开挖扰动下采空区围岩应力演化数值模拟

以邯邢地区某铁矿为研究背景,采用现场调查与数值模拟相结合的方法,运用有限元数值模拟软件MIDAS/GTS建立3阶段9矿房数值计算模型,对采空区围岩应力在多次开挖扰动下的演化规律进行了揭示。结果表明:采空区围岩应力变化是一个动态过程,在多次开挖扰动影响下,相同水平和不同水平矿房开挖后都会产生应力相互扰动影响,其中本矿房开挖对相邻矿房和对角矿房扰动作用明显。第一水平开挖后矿房间柱为承压区、底板为卸压区;第二水平开挖后,第一水平矿房顶板出现承压区,两个水平垂直相邻矿房矿柱由卸压区变为承压区;第三水平开挖后,三个水平相邻矿房间柱由承压区变为卸压区。     

高速公路隧道施工监测与开挖仿真分析

通过高速公路隧道施工监测及有限元数值分析方法,分析隧道施工过程中围岩应力变化情况。在隧道施工过程中对围岩位移和应力进行监测,分析围岩的位移、应力状态随时间的变化规律,同时结合有限元计算软件ADI-NA对隧道开挖过程进行模拟,寻找围岩应力分布规律,分析围岩稳定性。为隧道施工过程中支护时间的选取提供了依据。     

浅埋偏压软岩隧道数值模拟及方案比选

围岩的应力应变是分析隧道开挖中围岩稳定性的重要依据。目前比较成熟的隧道施工力学方法主要是对隧道开挖过程进行数值模拟。通过大型有限元软件ANSYS,计算了不同埋深、不同坡度角、不同覆盖层厚度条件下,马鞍形浅埋偏压软岩隧道围岩的应力应变,分析其规律并进行方案比选,确定了此类隧道比较合理的设计方案。分析结果表明:以2倍洞径的埋深作为偏压隧道深埋或浅埋的判断依据是合理的;在保证围岩稳定不发生片帮冒顶的前提下,减小埋深和覆盖层厚度是比较合理的;隧道内壁各点的应力应变规律可以为隧道开挖中支护结构参数的选取提供参考。