河谷下开采岩体移动失稳预测的Fuzzy数学方法

根据山区河谷下采矿岩体移动变形的特点,采用Fuzzy测度理论,建立了在山区河谷下磷矿开采岩体移动变形预测分析的数学模型.在大量实测资料统计分析基础上,给出了山区河谷下开采后上部岩体移动变形破坏的极限值;同时,就山区河谷下磷矿开采问题,结合具体地下开采工程,提出了可行的安全技术措施.通过具体工程实例计算分析发现,理论预测结果与现场实测结果相吻合,表明给出的Fuzzy数学方法适用于预测分析河谷下采矿岩体移动变形问题.     

官庄铁矿深埋破碎矿体开采岩体变形测试分析

 以大量实测资料为基础,分析官庄铁矿北区深埋破碎厚矿体开采引起的围岩变形和地表移动规律。实测结果表明,官庄铁矿北区地表下沉属于连续下沉,岩层破坏主要是缓慢型破坏。分析过程中,把几种实测分析方法和数值分析法有机结合在一起,形成岩体移动变形综合研究方法,对地下开采引起的岩体移动机制进行具体分析。分析中所采用的实测分析类方法包括蠕变试验分析、地表移动观测分析、围岩变形监测分析、原岩应力量测分析;数值分析类方法包括ANSYS和FLAC。结合官庄铁矿工程实例,通过具体测试分析,探讨深部开采岩体移动变形规律及特点,即深部开采覆岩移动变形具有均匀、整体压缩变形等特点,地表移动连续且周期较长。实践证明,所采用的综合研究方法是分析岩体移动和地表下沉机制的有效途径。     

多层软弱夹层边坡岩体稳定性及加固分析

 野外地质调查发现九顶山边坡岩体内存在3条规模较大的软弱夹层控制着岩体的稳定性。采用数值法对该边坡岩体的变形特征进行研究,发现直接开挖后沿软弱夹层将发生大的相对滑动,岩体最大水平位移位于P2软弱夹层坡面附近,达1.25 cm,相对滑动造成软弱夹层强度降低为残余强度,易造成边坡失稳。P1,P2软弱夹层上剪应力最大值分别为239.0,172.4 kPa,位于滑面中前部。当采用锚喷加固边坡时,锚杆穿过软弱夹层时轴力突然增大,表明3条软弱夹层均发生较大的变形,对边坡稳定较为不利,但锚杆加固效果明显,能较大地提高边坡稳定性,采用强度折减法计算得到加固后边坡稳定性系数为1.65。结果表明,应用数值模拟技术,可以直观形象地反映出边坡变形及应力变化的全过程,从而对工程措施优化、信息化设计和施工起超前预报与辅助决策起到一定的作用。     

大型金属矿体开采地应力场变化及其对采区岩体移动范围的影响分析

根据金属矿地下开采引起的地应力场变化对岩体移动变形范围影响的工程实际，采用现场实测和数值分析方法，对深埋破碎金属矿体开采引起的地应力场变化及其对地质环境影响并导致岩体移动变形范围不断扩大这一客观现象进行了具体计算分析。结果表明，矿体开采后，随着采深的增加地应力明显增大，岩体移动变形的影响范围也随之而增大。另一方面，地应力场变化，尤其是水平方向的构造应力场变化和影响是不可忽视的。     

基于3DEC的节理岩体边坡地震影响下的楔体稳定性分析

首先,对于地震影响下节理岩体边坡的楔体滑动破坏,给出不同情况下楔体滑动安全系数的计算公式;然后,分析滑面上法向力作用点位置变化的距离li和楔体的安全系数与剪切力和水平面的夹角βi,水平地震力系数kh和竖向地震力系数和水平地震力系数的比值λ之间的关系。分析结果表明,li随着βi和kh的增大而增大,但随着λ的增大而减小;楔体的安全系数随着βi和k h的增大而减小,但在同样大小的水平地震力系数下,随着λ的增大而增大。最后,分析考虑地震影响下楔体安全系数计算在3DEC中的实现过程,并且给出计算过程中的2个重要步骤：确定空间三角形的面积和四面体的体积以及确定两节理面的交线矢量。最后,通过实例分析,说明该理论分析的正确性及合理性。     

开采扰动岩体力学性质变异试验研究与探测分析

 根据弹性模量变化定义岩体损伤变量,结合室内岩石单轴全应力–应变循环加、卸载试验,探究岩石损伤过程中电阻率的变化,获得岩石单轴压缩各个阶段电阻率的变化规律,分析发现电阻率与弹性模量以及抗压强度之间的变化关系符合对数数学模型,可实现用电阻率变化表征岩体损伤变量。同时,利用刚性试验机进行大理岩三轴压缩试验,研究不同损伤状态下抗剪强度的变化规律,试验结果显示,不同损伤状态下弹性模量与抗剪强度变化关系符合对数数学模型,且整体变化规律差异不大。根据上述研究结果,最终建立损伤过程中电阻率、弹性模量、抗压强度及抗剪强度之间的经验公式,实现用电阻率变化表征扰动岩体的力学性质变异。最后,利用抚顺东露天矿边坡现场高密度电法探测结果,得出边坡地层开采扰动前后视电阻率变化,代入经验公式估算出扰动边坡岩体的力学参数,为进一步分析井工开采扰动边坡的稳定性提供岩石力学参数选取依据。     

边坡岩体力学作用的研究

将边坡岩体分为透水介质、隔水体介质和复合质三种介质，论述了它们中地下水所产生的不同的不同力学作用，并结合实例研究了确定边坡地下水力学作用的方法和可能出现的问题。     

山区高等级公路边坡岩体分级研究

基于 CSMR 体系,给出了山区高等级公路边坡岩体分级体系的具体形式;运用数理统计原理,给出了 2 种不同结构类型边坡的坡高修正系数计算式;对不同岩性组合类型提出了相应岩性组合修正系数;最后,通过实例对比验证了 HSMR 体系的可靠性。     

岩体边坡稳定性的可拓聚类预测方法研究

基于物元模型和聚类分析，提出了岩体边坡稳定性的可拓聚类预测方法。利用岩体边坡稳定性等级和影响因子，构造经典域物元和节域物元，应用物元和可拓集合中的关联函数，建立了岩体边坡稳定性等级聚类预测的简单模型，通过聚类分析，得到了岩体边坡稳定性的预测结果。实例分析结果表明该方法是可行的。     

地下开挖地表移动的模糊数学分析

本文是文献的深入研究和发展。根据岩土工程中大量观测资料的统计分析,利用模糊概率测度(Fuzzy Probability Measures)理论,建立了具有普遍意义的岩(土)体移动模糊数学模型,并有效地用于分析地下开挖引起的地表移动。从而论证了该模型的工程适用性。本文模型在岩土力学领域形成了新的理论研究体系--模糊数学理论体系。     

露井联采下边坡稳定性及其边界参数优化研究

 采用三维数值模拟程序对露井联采下的边坡稳定性进行研究,结果表明,井工工作面开切眼位置对露天边坡的稳定起到关键作用。利用数值模拟计算方法对边界参数进行优化,得出当井工开切眼与边坡之间水平距离在原基础上增加20 m时,边坡的整体稳定性将得到明显改善。相似模拟试验同样验证了此优化方案的合理性。此方案已在现场应用,保证了露天边坡稳定和安全生产。     

岩体边坡治理决策的模糊层次分析方法研究

针对岩体边坡治理方案评价是个多目标、多层次的评判及其评价指标的模糊性问题，提出了基于熵权的岩体边坡治理决策的模糊层次分析方法，该方法通过两两指标元素相比较的技术，采用三角模糊数来建立判断矩阵，改善了常规层次分析方法所给出的判断矩阵的不平衡问题。根据水平截集和乐观指标，进行模糊区间运算，从而得出熵权，再根据熵权的大小对岩体边坡治理方案进行评价。对板岩山危岩边坡体的治理方案评估，采用该方法进行了分析。     

基于模糊数学的TBM施工岩体质量分级研究

 根据隧道掘进机(TBM)施工进度将围岩分为施工条件好、施工条件较好、施工条件较差和施工条件差4个等级。利用模糊数学方法,采用岩石单轴抗压强度UCS和岩体完整性指标KV,分别建立UCS和KV关于TBM施工岩体质量4级分级的隶属度函数。采用单极性S形函数,分别构建UCS和KV的权重函数。这样,基于模糊数学的最大隶属度准则,就可以对TBM施工的岩体质量进行分级。同时,给出3个施工实例,演算表明,预测的结果与TBM施工实际相吻合,表明该分级方法简单而实用,具有很好的应用前景。     

深基坑开挖地表移动变形分析的Fuzzy模型

采用模糊数学中的模糊测度理论导出了深基坑开挖引起的周围地表移动变形问题分析的数学模型，并用该模型对深基坑开挖引起的周围地表移动变形工程实例进行了具体的计算分析。将理论分析结果与现场实测资料比较。二者吻合得较好。这一结果表明。导出的模糊测度理论模型适用于预测分析城区深基坑开挖引起周围地表移动变形问题。     

软岩地层地下铁矿开采岩体移动影响范围及变化趋势分析

 在我国官庄东矿北采区,采用分段崩落法进行回采,虽然矿区地表建筑物远离设计的地表移动影响范围,但仍受到影响。结合官庄东铁矿北采区进行分析,对深部开采引起的动态岩体移动变形问题进行具体计算,分析深部开采的岩体移动变形规律及特点,实际观测和理论分析均表明,深部开采工作面的覆岩破坏,具有整体移动变形均匀的特点;软岩地层深部铁矿开采引起的地表移动变形发展缓慢且周期较长。     

动力影响下山区露天矿合理边坡角的确定

针对山区露天开挖和岩石边坡工程实际，根据极限平衡理论和模糊数学理论，建立了相应的理论分析模型。考虑矿山生产爆破振动动力因素作用和影响，利用所建立的数学模型对某大型金属露天矿山边坡稳定性进行了具体计算分析，并依此对矿山边坡总体边坡角进行了评价。将理论计算分析结果与露天矿山工程实际情况进行了对比，表明所采用的理论模型和计算分析方法符合矿山工程实际。