SHPB动态巴西劈裂裂纹起裂及扩展研究

利用中南大学SHPB试验系统,对冬瓜山铜矿深部采集的大理岩进行了动态劈裂实验。结合高速摄影技术和在试样上粘贴一系列的应变片开展动态劈裂时试样裂纹起裂及扩展研究。结果显示,高速摄影可以清晰地看出试样的破坏全过程,简便直观。应变片可以记录加载直径上各点的应变时程曲线,从应变曲线上可以看出,试样的破坏并不一定从中心开始,当试样存在损伤或是弱面时,可能从损伤的部分开始起裂。裂纹扩展的速率大约是其P波波速的一半左右。高速摄影可以清楚地看出试样的整个破坏过程,但是成本较高,不能直接得到加载直径上各点的应变历程和破坏时间。在试样上粘贴一系列的应变片简单易行,成本较低,而且可以捕捉试样上各点的应变历程和破坏时间。     

实施矿山数字化技术的问题及策略

分析了目前我国矿山的开采方式因安全性不高,机械化程度低,满足不了国内的安全生产需要和资源需求,对环境也造成了极大的污染和破坏。探讨了矿产资源开发与环境保护,实现经济的可持续发展,强化信息资源开发利用,加强矿山数字技术运用的研究。总结了矿山数字化技术中存在的问题,提出了解决矿山数字化技术问题的策略,对我国矿山的安全、高效开采和环境保护具有一定的意义。     

岩石中速度对声发射源定位精度的影响(英文)

为定量研究岩石中速度误差或偏差对声发射源定位精度的影响,分别就一维线和二维平面情况下岩石中声发射源定位情况进行试验。对于线定位,采用花岗岩岩杆,对于平面问题,采用正方体大理岩,用铅笔芯折断的声音模拟声发射源。为比较线定位与平面定位的精度,在大理岩上表面的中线上进行线定位。从速度的多次测量结果来看,线定位的速度变异系数较平面定位各个方向要小。研究发现,对于线定位,绝对距离最大误差在0.8cm左右,当速度相差200m/s时,绝对距离定位误差相差0.4cm左右;对于平面定位,在传感器30cm的阵列情况下,绝对距离定位高达5cm,甚至8.7cm,可见,平面定位速度严重影响定位精度;平面定位误差较线定位误差大,说明在工程实际中,能用线定位解决的问题尽量不用面定位;与常规认识不一致的是,平面定位中6个方向速度的平均值的定位精度不是最小的,而对角线上速度的均值的定位精度最小。     

露天采矿爆破振动对砌体结构破坏效应预测的Fisher判别模型及应用

 应用Fisher判别分析理论并结合工程实际特点,从爆破振动特征参量和砌体结构自身特性这2个方面出发,选取峰值质点振动速度(PPV)、爆破振动主频率、主频率持续时间、灰缝强度、圈梁构造柱、房屋高度、屋盖形式和砖墙面积率8个影响因素作为判别因子,建立爆破振动对砌体结构破坏效应预测的Fisher判别分析模型。将该方法应用到湖北一露天采场爆破振动对砌体结构破坏效应预测问题中,利用现场实测的108组数据进行训练和检验,回判估计的误判率为0.083,通过求解判别函数,认为峰值质点振动速度为最重要的判别指标,其后依次为圈梁构造柱、屋盖形式、砖墙面积率、房屋高度、爆破振动主频率、主频率持续时间和灰缝强度,可以为同类工程在选取爆破振动对砌体结构破坏效应的判别指标方面提供参考。利用其他12组现场数据作为预测样本进行测试,预测结果与实际情况吻合较好。研究表明,该方法回判估计的误判率低,判别性能良好,是爆破振动对砌体结构破坏效应预测的一种有效新方法,可以在实际工程中进行推广应用。     

基于振动台试验的顺层及反倾岩质斜坡地震动响应差异性研究

以折多山隧道隧址区内某顺层及反倾岩质斜坡为背景,设计并开展地震动模拟振动台试验,从破坏现象、PG4放大系数及加速度时频特征等方面系统地对比两类斜坡地震动力响应的差异.研究结果表明:在本次振动台试验中,顺层斜坡先于反倾斜坡发生破坏,表明反倾斜坡的地震稳定性优于顺层斜坡.反倾斜坡的损伤破坏主要集中于坡面顶部,而顺层斜坡的失...     

双矿柱体系变形破坏及承载特性的试验研究

 为揭示外部载荷作用下矿柱体系的力学响应特性,开展单矿柱及双矿柱试样组的压缩试验,监测并分析矿柱变形破坏过程中的荷载、变形及声发射信息。研究表明：单矿柱压缩过程中,随着裂纹演化,其承载能力逐渐弱化,当其不足以承担外部荷载时,试验机储存的弹性能将迅速释放并导致矿柱突然破坏;相同力学性能矿柱组压缩过程中,两矿柱基本能均匀承载,协调变形且几乎同时丧失承载能力;不同力学性能矿柱组压缩过程中,低强度矿柱先出现裂纹,承载能力缓慢下降,与此同时荷载向高强度矿柱转移,当高强度矿柱出现宏观滑移时,双矿柱试样组整体随之丧失承载能力;单个矿柱的承载能力、应力状态及外部荷载与能量环境均对双矿柱体系的整体稳定有着显著的影响;进行地下矿床开采时,在设计常规矿柱基础上预留高承载能力边界矿柱,将能有效预防矿柱群大规模突发性失稳灾害。     

基于统计学方法的矿山工程岩体质量评价方法

通过运用统计学方法,提出一种适用于矿山工程岩体质量分级的综合评价方法。首先,分析多元统计分析方法在矿山工程岩体质量评价中的可行性;其次,选取矿山工程岩体质量等级评价指标,随机选取20组矿山观测数据作为训练样本构建岩体质量评价的统计学模型,并进行回判检验,误判率为5%;最后,随机选取10组矿山数据作为待检验样本,运用模型进行岩体质量评价。结果表明,模型的判别结果与实际情况吻合较好,准确率为90%。研究方法为矿山工程岩体质量分级评价提供了一种新的途径。     

急倾斜煤层顶煤可放性分类预测的Fisher判别分析模型及应用

基于Fisher判别理论建立了急倾斜煤层项煤可放性分类的Fisher判别分析模型.选取老顶、直接顶、底板、瓦斯、采深、倾角、煤层厚度、坚固性系数、夹矸等9项指标作为Fisher判别分析模型的分类判别指标.利用国内矿区急倾斜煤层可放性分类实例数据作为训练样本进行训练,建立顶煤可放性分类的Fisher判别分析模型,求得判别函数.用建立的模型对5个矿山的急倾斜煤层顶煤可放性进行分类预测,结果与实际情况符合良好.     

岩石破坏声发射b值的误差分析

岩石声发射b值变化是岩石破坏的重要前兆之一,由于b值大小受到样本数、起算幅值和幅值间隔等人为设定的影响,开展b值误差量化分析意义重大。采用不同的样本数、起算幅值和幅值间隔,使用最大似然法和最小二乘法计算由随机数组成的岩石声发射幅值目录的b值,将结果中分布在误差以内的数据记为有效数据,使用有效数据占比分析了b值误差大小,并使用室内花岗岩三轴压缩的声发射幅值目录对其进行了验证。结果表明:使用最大似然法计算岩石声发射b值时,有效数据占比随着样本数的增加而减少,随着起算幅值的增大而增加。使用最小二乘法估计b值时,随着样本数的增加,有效数据占比先增后减,样本数为2 000个左右时可得到最多的有效数据;幅值间隔一定时,起算幅值越大,有效数据占比越小;随着起算幅值的增加,对应的取得最多有效数据的幅值间隔从22 dB减少到18 dB。研究成果可为岩石破坏声发射b值的合理计算提供参考。     

费歇判别分析方法在采空区塌陷预测中的应用

将费歇判别分析法应用到采空区塌陷的预测中,选取覆盖层类型、覆盖层厚度、地质构造复杂程度、煤层倾角、采空区体积率、采空区距地表的垂直深度、采空区空间叠置层数等7个影响因素,建立了采空区塌陷预测的费歇判别模型。利用北京西山某地区采空区17组实测数据作为训练样本逐一回判,其误判率为零,另外7组预测样本的判别分析结果与实测结果也完全吻合。研究结果表明:采空区塌陷预测的费歇判别模型判别性能良好,判别准确度高,且计算过程简单,可操作性强,是采空区塌陷预测中的一种非常有效的方法。