基于有限元的上下盘开采对矿山边坡稳定性的影响研究

为研究上下盘开采对矿山边坡稳定性的影响,基于有限元方法,利用Midas GTS软件建立相应模型,通过分析不同开挖位置、不同断层形态下边坡的力学特征,得出其力学响应机制,主要得到以下结论：断层倾角发生改变时,随着工作面的推进,因上下盘开采而导致的边坡沉陷值整体变化不大,但倾角的增大会导致其更易活化;断层倾角发生改变时,上盘最大下沉处位置更靠近断层方向,而下盘最大下沉处位置更靠近采空区方向;上盘开采时,随着断层倾角的增大,开采前后边坡安全系数均出现减小,下盘则与之相反;上盘开采时随着断距的增大,边坡安全系数均出现增大的现象,下盘开采时随着断距的增大,边坡安全系数均出现减小的现象。创新点在于考虑断层对矿山开采过程边坡稳定性的影响,该研究为今后复杂地质条件下矿山开挖所导致的边坡问题提供参考。     

超声萃取-硝酸汞滴定法测定石英砂岩中氯离子

鉴于硝酸银滴定法测定岩石矿样中氯离子的前处理方式一般采取去离子水浸泡、振荡萃取、过滤等,操作手续冗长,易污染,难过滤的特点,实验研究了超声萃取-硝酸汞滴定法测定石英砂岩中氯离子的方法。即通过对国家标准岩石样品GBW07106进行超声萃取、静置、然后离心分离,用硝酸汞滴定法测定离心液中的氯离子含量,进而计算出石英砂岩中的氯含量。通过试验确定了对样品进行超声萃取2h、以硫酸铝钾为萃取剂、萃取时间为30min和离心分离时间为10min的前处理方案。对大于10mg/L铬酸盐和大于140mg/L Fe³⁺对Cl^-测定的干扰,可加入2mL 100g/L对苯二酚溶液消除;对大于10mg/L硫化物和亚硫酸盐的干扰,可先用氢氧化钠调节溶液至弱碱性,然后加入1mL 30%过氧化氢摇匀,再加热除去剩余过氧化氢的方法消除其对Cl^-测定的干扰。采用实验方法对石英砂岩进行测定,结果的相对标准偏差(RSD,n=5)为5.5%和6.2%,回收率为97%~103%。     

某厂基坑工程降水设计

对某项目的基坑工程进行降水设计,利用管井井点降水,用Dupuit公式对基坑的涌水量进行计算,同时确定井点数量以及对降水井井位进行合理布置,并对基坑内水位降深进行了验算和降水时间进行预测,可供相关工程参考。     

不同条件下非饱和土中孔隙气压变化特征研究

在研究土体内水的渗透行为时,通常直接采用压力表测量孔隙水压力。实际上压力表的测量值中包含了孔隙水压和孔隙气压。通常假设土体内的孔隙气压为0 kPa,所以一般没有考虑孔隙气压的影响。然而,根据近年来的研究认为,土体内孔隙气压的上升可能会对降雨时的边坡破坏、雨水渗透等产生影响。因此,在本研究中,为了掌握不同条件(降雨条件、地下水条件、排气条件)下的孔隙气压情况,进行了雨水渗透情况下土体内孔隙气压的测量试验。结果表明,由于地表处于内涝状态,土体内的孔隙气压会上升,说明了降雨时测量孔隙气压是极为必要的。研究结果为弃土边坡的长期运行与监测预警提供一定的理论依据。     

深部软岩巷道变形破坏机理及支护技术

为解决深部软岩巷道大变形的问题,以母杜柴登煤矿3^-1煤西翼运输大巷为工程实例,基于弹性力学理论,将直墙半圆拱形断面巷道简化为圆形断面,得出了巷道在不同原岩应力、支护阻力条件下塑性区半径和位移的解析解,进而提出了“锚网喷+网壳”的联合支护方案,通过数值模拟和现场工业试验对该联合支护方案的可行性进行了验证。结果表明,锚网喷索初期支护技后,由于巷道变形能的大量释放,导致初期变形量较大,网壳支架+喷射混凝土永久支护后,巷道顶板、两帮、底板变形量分别增加了50、130、30 mm,围岩变形得到有效控制,保证了深部软岩巷道的长期稳定。     

考虑软弱夹层蠕变特性的某矿山边坡稳定性研究

为研究软弱夹层的存在状态对岩土体强度变形特性的影响，选用PFC3D离散元软件进行不同条件下的复合岩样标准三轴试验模拟，深入分析其强度变化规律及变形破坏特征；借助FLAC3D软件建立了依托实际工程的三维模型，选用考虑蠕变特性的Burgers模型，对露天矿山边坡的稳定状态进行深入分析，得到如下结论:（1）软弱夹层的倾角、厚度、层数等参数均对复合岩样的强度有显著影响；（2）随着夹层倾角增大，三轴试样产生大量剪切裂缝；随着夹层厚度增大，三轴试样由剪切破坏向张拉破坏转变；随着夹层层数增加，三轴试样呈现中间部位的张拉破坏；（3）当考虑露天矿山软弱夹层的蠕变特性时，其强度折减系数为1.16，比不考虑蠕变特性降低了约10%，可为实际工程提供更高的安全存储。