岩化法防渗支护体系稳定性离散元模拟研究

为验证岩化法防渗支护体系的稳定性,采用PFC软件基于非连续介质理论的颗粒离散元方法,对无支护强透水性地层、仅钢管模袋混凝土桩支护的强透水性地层、岩化法防渗支护体系支护的强透水性地层三种不同的工况,在基坑开挖过程进行稳定性数值模拟,从颗粒位移、接触力链以及位移矢量三个方面进行了对比分析,判断岩化法防渗支护体系提升了强透水性地层的防渗性能,同时提升了稳定性。

基于小波变换的GASVM-ARMA模型在深基坑变形预测中的应用

为了提高深基坑施工过程中变形预测的准确度,提出一种基于小波变换分解与重构、采用遗传算法优化参数的支持向量机(GASVM)和自回归滑动平均(ARMA)模型相结合的组合模型预测方法。使用GASVM模型对小波分解后的趋势项进行一步预测和多步滚动预测,使用ARMA模型相应地对随机项进行预测,将预测值求和得到最终预测结果。以某地铁车站深基坑为案例,对3个监测点的支护桩深层水平位移进行预测分析,得到其一步预测的短期预测值和多步滚动预测的中长期预测值,并与单一采用GASVM模型得到的预测值进行对比。结果表明:组合模型有效减小了预测误差,在短期和中长期预测中均取得令人满意的结果。

单轴受压岩石破坏全过程声发射特征研究

在刚性试验机上,对单轴受压岩石破坏全过程进行声发射试验,得到了岩石破坏全过程力学特征和声发射特征,包括岩石应力-应变曲线、声发射事件数等,研究了声发射事件数(AE数)、事件率与应力、时间之间的关系。研究表明:岩石在一次性加载过程中,不是所有的岩石都具有典型的Kaiser效应的声发射特征点;在弹性阶段的初期和后期,随着应力水平的增加岩石声发射显著增加,特别在弹塑性高应力阶段,岩石声发射增长迅速;岩样在试验接近峰值强度时单位时间内的应力增长速度减小,声发射事件率出现明显下降,即出现相对平静阶段;声发射事件率在不同应力水平变化很大,峰值强度后的声发射现象仍然明显,其声发射特征随岩样破坏形式的不同而不同。

深井硬岩岩爆倾向性评价

岩爆是深井硬岩矿山开采中的主要灾害 ,岩性是决定岩石能否发生岩爆的内在固有因素 ,根据岩石室内力学性质试验结果来评价岩爆的倾向性 ,是一种既有效又经济的方法·对取自凡口铅锌矿深部的矿岩石进行了单轴抗压强度、抗拉强度、全应力 -应变曲线、加卸载曲线等试验研究 ,从岩性角度用脆性系数、应变能储存指标、岩爆能量比、DT法等方法评价了凡口铅锌矿矿石和岩石的岩爆倾向性 ,结果表明该矿矿石和岩石均具有明显的岩爆倾向性·

基于改进的HHT-SVM微震信号特征提取及分类识别研究

为了解决实际工程中微震信号与爆破信号在波形上具有较强相似性,难以识别的问题,提出基于改进HHT-SVM的微震信号识别方法。分析2种信号的瞬时能量变化规律,发现微震信号具有孕育速度慢、持续时间短及峰后衰减速度慢的特点,对其进行量化处理并提取特征,构建多维特征向量。对输入的特征向量经功率谱熵特征加权算法赋予权重,并使用GSWOA算法对SVM进行参数寻优,建立信号识别网络对微震信号、爆破信号进行识别。研究结果表明:方法的综合识别成功率达到96.250%,能够有效识别微震、爆破信号。研究结果可为后续利用微震信号进行灾害预警提供有力支撑。

凡口铅锌矿多通道微震监测系统及其应用研究

微震监测技术是深部矿床地压监测的重要手段。简要概括了凡口铅锌矿深部矿床赋存条件、地压特征、地压灾害以及建立微震监测系统的必要性;对建立的16通道微震监测系统的组成、监测系统的性能、微震监测范围进行了详细介绍;通过对传感器布置优化分析,绘出传感器布置的一个优化分析结果的震源定位等值线实例图。采用人工放炮产生的震源对微震监测系统的震源定位性能进行测试,绘出测试结果和系统监测定位图,并比较实际测量和系统监测分析结果,两者结果对比表明,在传感器阵列内的震源定位误差不大于5m时,监测系统对震源具有较高的定位精度。采用该套系统对深部采区的大爆破余震进行监测发现,余震事件大多发生在数分钟之内,这表明目前采区围岩的稳定性较好。

基于强度折减法的高陡边坡滑坡治理稳定性分析

针对三道庄露天矿观礼台下方发生的高陡边坡滑坡进行了稳定性分析,并论证了滑坡治理工程的效果。在实地勘探、实验室测试的基础上得到岩土体强度参数等数据,建立原始边坡有限元模型,再加入预应力锚索、锚杆、抗滑桩、挡土墙、灌浆浇筑等支护措施,基于强度折减法建立治理后边坡有限元模型,得出数值模拟结果。对比分析了边坡滑坡处理前后安全系数、塑性应变、位移、构件内力。结果表明:原始边坡安全系数为1.175,应变主要集中于边坡外部碎石、块石松散堆积体与内部中风化片岩交界处,滑移带位置浅;边坡较易发生局部破坏,整体性及稳定性差;经治理加固后,预应力锚索、抗滑桩等支护结构充分发挥加固作用,将外部松散堆积体与内部中风化片岩有效固定在一起;边坡整体性提升,安全系数上升至1.452,边坡滑移带整体位置由浅入深,主要位于中风化片岩内,破坏类型转变为不易发生的整体破坏;三道庄露天矿边坡下方高陡边坡治理工程效果良好,边坡稳定性得到显著改善。

不同加载条件下岩石材料破裂过程的声发射特性研究

在刚性压力机上对岩石进行单轴全过程加载和加卸载试验,测试岩石材料在不同加载条件下受力变形过程的应力–应变、应力–时间–声发射事件累计值、应力–时间–声发射事件率关系曲线。在试验结果的基础上,分析了加载时岩石全过程声发射特性、加卸载时岩石在卸载和重复加载时的声发射特性。试验表明:在不同的应力水平进行人为卸载时在卸载过程中岩石都会产生明显的声发射;在应力水平低于峰值强度的50%时卸载后的重复加载过程中,在未达到前次加载应力水平之前时岩样的声发射事件数很少(事件率很小)或不产生声发射,即出现典型的Kaiser效应现象;而在超过60%峰值强度的应力水平卸载后的重复加载过程中则出现明显的声发射现象,即出现所谓的Felicity现象;在加载和加卸载试验中,岩石峰后破坏过程中都产生大量的声发射事件。试验还表明,对于具有中压突增型声发射特性的岩样,都有峰值前出现声发射相对平静期现象的特点。

多通道微震监测技术在大爆破余震监测中的应用

深部高应力矿床开采爆破后的采场余震可用来评价采场围岩的稳定性，余震发震的时间、发震频度等是衡量采场围岩稳定性的重要指标。采用16通道全数字型微震监测系统对凡口铅锌矿深部采场大爆破后的余震事件进行实时和空间定位监测，确定余震事件发生的空间位置和发生时间。监测表明，采场大爆破有时不会诱发余震，有时会诱发余震，且这些余震发生在大爆破后的数分钟之内，30分钟之后没有余震发生，说明采场围岩体的稳定性较好。

基于岩体声发射参数的竖井围岩稳定性分析

简要介绍了奖井围岩声测系统．根据竖井围岩声发射事件率和声传播速度的监测结果，采用分形理论与岩体完整性系数法评价了凡口铅锌矿新副井围岩的稳定性，两种分析方法的结果都表明井筒围岩在整体上尚处于稳定状态。

应力控制技术及其应用综述

概述了应力控制技术的基本原理及其在国内外的应用状况，指出了应力控制技术对于解决深井高地应力岩层的开采与支护问题有独特的作用，及它在我国深井矿山开采中的应用前景，并对其力学机理作了初步探讨。

管棚保护下框架桥顶进工程高程控制分析

大直径管棚保护下直接顶进预制箱涵技术是近年来国内发展起来的一种全新的施工技术,但其难度大,理论发展不完善,可借鉴的经验少.依托南昌市新龙岗大道下穿向莆铁路工程,根据实际工程情况建立力学分析模型,计算框架桥下钢管的受力,并根据钢管的受力情况假定钢管为Winkler弹性地基梁,运用弹性地基梁理论建立钢管挠曲微分方程并求解该微分方程,从而计算出框架桥顶进过程中的钢管挠曲变形,进而确定顶进过程中框架桥高程偏差情况.理论分析表明,底排管棚的支撑和引导作用有助于框架桥推进,并能有效遏制框架桥"栽头"和"抬头"现象,对于现场工程施工具有很好的参考价值.

尾砂胶结充填体的破坏机理及其损伤本构方程

本文从细观力学角度，分析了尾砂胶结充填体的物理组成，单轴压缩时的破坏机理，并运用损伤力学方法建立了其本构方程。结果表明，理论曲线与实验曲线吻合得较好。

近地表上覆岩层直壁塌陷机理及稳定性分析

介绍了川口钨矿塌陷区岩层的地质条件、岩石的力学性质和工程地质调查与评价的结果;通过井下和地表现场调查和勘察测定,给出了井下采空区的边界范围和地表塌陷范围的对照图,分析了上覆岩层的塌陷特点,确定了采空区上覆岩层呈现典型的筒状直壁塌陷。根据采空区围岩和上覆岩层的节理裂隙发育程度不同,采用太沙基地压理论解释了采空区周边围岩和上覆岩层的力学作用机理和破坏特点,对太沙基理论进行了改进,并给出了力学分析图、推导了地压计算公式;进而采用极限破坏理论对不同开采跨度时上覆岩层的稳定性进行了分析和计算,并给出了在保证不产生筒形塌陷条件下、不同覆盖层厚度时的安全开采跨度和安全系数之间的量化关系。

凡口铅锌矿深部矿床地应力测试

采用应力解除法测试了凡口铅锌矿深部矿床-550m中段和-650m中段两个测点的地应力,分析计算了地应力的大小和方向。其结果表明:凡口矿深部矿床地应力场为构造应力场,3个主应力均为压应力,最大主应力为近似水平应力,其方向基本与矿体走向平行,最大主应力与垂直应力比值在1.021.7之间。

岩爆倾向性评价的弹性应变能指标法

采用“岩样-压机”系统从刚度和能量角度分析了岩爆产生的机理,解释了岩石峰值强度前弹性应变能的存储是岩石产生动力破坏的基本条件。对红透山铜矿矿石和围岩进行了单轴加卸载实验,并在实验的基础上采用弹性应变能指标对该矿的矿体和围岩的岩爆倾向性进行了评价。结果表明,该矿矿体和围岩均具有发生弱或强烈岩爆的倾向性。

软岩巷道复合支护技术新方案

本文简述了梅河矿三井软岩巷道原有支护的发展历史及存在的问题,据此提出了试验巷道采用喷锚网加钢筋混凝土弧板复合支护的新方案,并对其设计、试验及施工工艺作了全面论述。试验与监测表明,设计中支护参数的选取是合理的,支护效果是显著的,支护后40天左右现场围岩的位移速度明显趋缓。这一复合支护方案具有先柔后刚的特点,充分体现了国际弧板支护发展的新趋势,它是我国支护技术上的革新和重大突破。

试论微震监测技术在地下工程中的应用

微震监测技术是一种高科技信息化的地下工程动力监测技术。随着设备硬件技术、信号处理技术和数字化技术的快速发展,微震监测技术的应用在国际上也越来越多,目前国内出现了对该技术的应用研究热。结合作者对该技术的研究体会,简要介绍了微震技术的特点及微震技术在地下工程安全监测中的作用。根据微震监测技术在国内外的应用,概括了该技术在地下工程安全监测和防灾减灾监测的若干方面的应用,最后介绍了该技术在国内的一个成功应用实例。

矿山微震震源机制的初步研究

矿山微震震源机制是揭示和认识矿震发生机理,从事矿山微震监测预报、矿震灾害防治的基础和前提,也是从事矿震研究的理论基础之一。根据完整岩石破裂机理,从刚度理论的角度论证了岩石动力破坏的理论条件;在总结矿山常见的岩体破坏类型的基础上,对几种基本的矿震机制进行了全面的论述。

论我国金属矿山地质灾害与防治对策

金属矿山地质灾害是人类开发矿山而直接诱发的人为地质灾害。近年来我国金属矿山地质灾害问题有明显上升的势头,可导致矿山地质灾害的潜在隐患显著增多。文章概述了冒顶片帮、地表塌陷、滑坡、岩爆、尾矿库倒塌、矿坑突水等金属矿山典型地质灾害,指出了加强对上述地质灾害研究工作的必要性和防治对策。