PRCM模型材料在边坡稳定性模拟实验中的应用

模拟材料的力学性能直接影响物理相似模拟实验的可靠性和准确性。以小比例、模拟变质岩等为模型材料研发目的,研制PRCM模型材料,制作标准岩样,对该材料力学参数做进一步的研究,得出PRCM模型材料配比与单轴抗压强度间的定量化关系及水对PRCM模型材料力学性能的影响,并在水厂铁矿高陡边坡稳定性三维物理相似模拟实验中应用,取得了良好的实验效果。     

基于正交试验设计的滑带土参数敏感性分析

论文以水厂铁矿滑坡作为研究对象,在工程地质调查研究等前期工作的基础上,运用正交试验,选取滑带土的内摩擦角、粘聚力、滑体容重作为试验因素,以边坡的安全系数作为试验指标,应用极限平衡理论的简化Bishop法、精确Janbu法和Sarma法计算其安全系数,进行了包括极差分析、趋势分析和方差分析的滑带土力学参数敏感性分析。     

基于颗粒流模拟的硬岩CWFS模型等效塑性参数优化研究

针对目前粘结强度弱化-摩擦强度强化(CWFS)本构模型中两个关键参数ε^p_c 和ε^p_f 的确定问题, 以杏山铁矿-45 m水平采场区域为例, 基于颗粒流理论, 建立了片麻岩颗粒非均质几何模型, 对片麻岩的三轴压缩试验进行模拟; 结合AE声发射与PFC内置Crack数量记录程序的监测结果, 对PFC模拟和室内试验的应力-应变曲线规律进行了深入分析, 揭示了片麻岩破裂过程中的细观力学特性与强度参数的劣化规律。最后, 借助FLAC^2D有限差分软件, 对ε^p_c 和ε^p_f 的取值进行了优化和验证, 确定优化后的ε^p_c 和ε^p_f 取值分别为0.015和0.037。经参数优化后的CWFS模型模拟的岩石单轴压缩应力-应变曲线与室内刚性试验曲线比较吻合。研究成果对CWFS模型今后工程应用的推广有一定的参考价值。     

循环荷载作用下粉砂岩疲劳流变损伤模型研究

针对现有流变模型难以有效描述循环荷载作用下岩石变形及疲劳损伤演化特征等问题,开展了粉砂岩循环加卸载试验,分析了不同上限荷载下岩石的流变规律与疲劳特性。基于Kachanov蠕变损伤理论建立损伤变量,引入一个带应变触发和应力阈值的黏塑性元件,与Burgers模型串联构建循环荷载作用下岩石疲劳流变损伤模型;将正弦波应力函数替换流变微分本构方程中的恒定应力,推导岩石在循环荷载下的一维、三维微分型损伤本构方程,再根据叠加原理得到模型的黏弹塑性流变损伤方程。适用性验证表明,新建模型不仅可以精确地反映循环加卸载过程中粉砂岩的衰减、稳态流变阶段,还可以有效地描述上限荷载高于疲劳强度时的加速流变阶段。通过粉砂岩疲劳损伤流变全过程定量化分析,提出加速流变阶段的临界损伤阈值和破坏失稳判据,并给出加速流变阶段的启始时间、持续时间及疲劳寿命预测方法,模型对岩体工程长期稳定性评价具有一定的理论指导意义。     

原基础桩在新建建筑物基坑支护中的应用探讨

针对拆旧建新建筑工程项目,通过利用预应力锚杆 型钢肋梁与原建筑物基础井桩共同作用的支护方式,对某基坑原有建筑物基础井桩进行合理、安全、有效利用,就实现新建建筑物基坑支护的设计理念进行了探讨.经实际应用检验,此支护方式在该工程中的应用,不但实现了减少用爆破拆除原基础桩对基坑侧壁土体的扰动和基坑周围建筑物、道路的震动的影响,还实现了为建设单位节约投资、减小施工单位的施工难度、缩短建设周期及环保施工的多重效益,得出该深基坑支护设计方法不仅具有结构安全可靠的技术特点,而且具有施工快捷、经济实用的应用价值.     

玲珑金矿尾矿坝Duncan-Chang非线性静力计算分析

介绍了利用Duncan-Chang双曲线E-模型,对尾矿坝初始静力状态进行非线性计算分析的基本原理和计算过程.根据工程地质环境、土体物理力学特性,以主坝中心为剖面建立几何模型.采用GeoStudio软件Duncan-Chang双曲线E-模型,对玲珑金矿尾矿坝进行了非线性静力计算,得到了静力状态下坝内最大主应力、最小主应力、水平和垂直位移、应力水平、最大剪应力和剪应变、最大XY方向剪应力和剪应变,并结合计算结果,对玲珑金矿尾矿坝静力状态稳定性进行了细致分析.     

预制裂隙花岗岩的强度特征与破坏模式试验

为了探究单轴压缩条件下裂隙岩石的强度特性、裂纹起裂规律及破坏模式, 采用水刀切割技术预制裂隙花岗岩试件, 利用GAW2000刚性试验机对单裂隙花岗岩试样进行单轴压缩试验.试验结果表明: 与完整试样相比, 裂隙岩石试样单轴抗压强度明显降低, 降低幅度与预制裂隙和外荷载方向的夹角β密切相关, β=75°时, 强度最低, 降幅达到84.5%, 基于最大畸变能准则计算了裂隙花岗岩的峰值抗压强度与裂隙倾角的关系, 试验结果与数值解吻合; 裂隙的存在改变了岩石的破坏模式, 裂纹起裂角随裂隙倾角的增加而单调增大, 岩石试样的破坏模式由剪切破坏为主转变为张拉破坏占主导.真实裂隙岩石试样的力学性质及裂纹起裂特征更准确地揭示了单裂隙花岗岩的强度变化规律和破坏模式, 为岩土工程设计和巷道裂隙围岩体的支护提供科学依据.      

露天转地下相互协调安全高效开采关键技术研究

编号:2011038获奖等级:壹等项目简介:本项目属于采矿工程领域。经过几十年的开采,目前中国大多数大中型金属露天矿已经进入了中后期开采,很多矿山面临露天转地下开采的问题。露天转地下开采是一项系统工程,过程环节和影响因素多,难度很大。与国外相比,中国金属矿山露天转地下开采的整体技术水平仍然相对落后,困难和存在问题很多。本项目以首钢杏山铁矿为依     

酸性化学溶液作用下花岗岩损伤时效特征与机理

以花岗岩为试验与研究对象,借助扫描电镜与电子能谱技术观测分析了酸性化学溶液对花岗岩的宏观形貌、缺陷形态、孔隙结构、矿物元素及孔隙率的改造作用;在不同浸泡时间节点对不同水化学溶液环境下花岗岩试件的质量、弹性纵波波速及溶液的pH值等进行测定,并对浸泡后溶液化学组分与浓度进行离子色谱检测,分析了花岗岩与酸性化学溶液相互作用的损伤时效特征;根据花岗岩矿物组分X射线衍射及化学元素与化合物X射线荧光光谱分析结果,结合化学动力学原理,探讨了花岗岩与酸性化学溶液之间的化学反应过程,以及“水岩相互作用”的岩石化学损伤机理：岩石受水化学溶液侵蚀的损伤机制取决于水化学溶液的性质与成分、岩石中的矿物组分及颗粒、孔隙、裂纹等结构之间的耦合作用,并最终改变了岩石的微观成分和细观结构。     

酸性化学溶液作用下花岗岩力学特性与参数损伤效应

以花岗岩为试验与研究对象,基于自然干燥状态以及不同流速、不同pH值的水化学溶液侵蚀作用,进行了一系列单轴压缩、三轴压缩及劈裂试验,对比分析了酸性水化学环境下花岗岩的强度损伤、变形特征及力学参数响应机制。试验结果表明：花岗岩的单轴、三轴抗压强度及抗拉强度、弹性模量与黏聚力随着酸性溶液pH值减小、循环水流速度增大而降低;泊松比则随着pH值减小、水流速度增大而增大;酸性溶液浸泡后花岗岩的内摩擦角较自然干燥状态有所降低,但较蒸馏水浸泡后花岗岩无明显变化;花岗岩的压缩变形特征有由脆性向延性转变的趋势。因此,自然水化学环境的pH值与流速是导致岩石变形特征改变及强度与力学参数损伤劣化的2个敏感性因素,而花岗岩对酸性溶液的pH值更为敏感。