采动岩体分形裂隙网络研究

采动岩体裂隙网络发展规律和定量描述是当今矿山开采沉陷学科中基本的也是极其重要的难题之一。借助相似材料模型实验，模拟了采动岩体的裂隙分布状态，应用分形几何理论研究采动岩体裂隙分布的自相似规律，继而研究分形裂隙网络随着采宽增加的演化规律。研究结果表明：采动岩体裂隙分布具有分形特征，用分形维数可以综合描述采动岩体裂隙化程度；随着采宽的增加。

煤岩串联组合模型及冲击地压机理的研究

用两体相互作用理论和RFPA2D系统对煤岩组合模型的变形与破裂过程进行了理论和数值试验研究。理论分析表明利用煤岩组合试样可以反映冲击地压过程中的基本力学现象。数值试验考虑了煤岩组合模型中岩石体积含量对于两体最终破裂过程的影响,得到了组合试样的应力-应变曲线和破裂过程中应力场和声发射的分布规律,并把数值和理论结果进行了对比分析。最后,应用数值模拟系统对矿柱示例进行了模拟分析。

岩土材料变形局部化的实验研究

采用白光数字散斑相关方法研究了岩土材料破坏过程出现的变形局部化现象 ,得到了花岗岩、煤、土 3种材料变形局部化开始时刻、宽度、倾角及演化规律 ,实时、定量地跟踪和测定了岩土材料破坏的全过程 .

大型岩质边坡岩体质量的可拓学理论评价

基于物元模型的可拓学理论分析,提出龙滩水电站高边坡岩体稳定性的可拓学预测方法.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综合评判的可拓预测模型,通过可拓学评价分析,得到了岩体边坡稳定性的预测结果.实例分析表明该可拓学预测方法能够更加准确、科学地预测岩质边坡质量的等级问题,从而为采取相应的经济合理的支护加固措施提供了更可靠的依据.

岩石残余强度与变形特性的试验研究

设计了可以测得岩石破坏后侧向大变形的双悬臂梁式位移传感器，通过对岩石残余强度与变形特性的研究，得到了岩石破坏后残余强度、变形与围压之间的定量关系．

锚杆尾部的破断机理研究

通过对偏心荷载作用下锚杆的受力分析,揭示了偏心荷载不利于锚尾工作状态的事实,并得出了偏心荷载处产生的正应力是5～7倍锚尾正应力的结论。建立了一般全锚条件下的锚杆力学模型,给出了锚尾荷载的解析式,并通过对理想全锚条件下锚尾的工作状态分析,阐明了锚尾端渐进破坏其偏心荷载产生的必然性。最后给出了锚尾的破断机制条件,并对其实践指导意义进行了解释。

金山店铁矿地下开采引起地表变形规律的离散元模拟研究

用离散单元法对金山店矿山进行了二维模拟研究,得到了其围岩变形规律,且计算结果为圈定地表的移动和陷落范围提供了可靠的依据;同时,对离散元方法的应用,特别是参数选取进行了有益的探讨。

综放沿空留巷围岩变形特征的试验研究

掌握综放沿空留巷围岩变形规律是进行沿空留巷合理支护设计的关键之一。采用相似材料模拟试验方法,对沿空留巷老顶破断位置与形状、不同支护方式对顶板活动的影响以及相关的巷旁充填技术参数进行了初步研究。

非线性位移时间序列分析的遗传神经网络方法

岩土结构的位移大都具有非线性动力学演化特征，针对目前所采用的时间序列分析方法中存在的模型选择和参数确定困难问题，用人工神经网络建模来取代传统的分析方法，提出了一种能自动确定输入时步长度和网络模型结构的遗传神经网络方法，而且也解决了神经网络结构选择和“过训练”问题，提高了网络学习的效率和网络预测的能力·该方法可以对位移演化规律进行智能识别，获得全局最优解·

综放开采顶煤三维变形、破坏的数值分析

针对大同矿务局忻州窑矿8911面综放开采煤岩变形破坏的全过程,利用岩石力学数值分析方法对放顶煤三维采场的顶煤、顶板活动进行了系统的研究,得到了三维模型的应力、变形及单元破坏数值分析结果。研究表明:大同矿务局煤层强度较高,在支承压力作用下难于破碎,需进行弱化处理后才能有效放出。综采放顶煤过程中,支承压力具有明显的分区特征,顶煤的始动点就是支承压力峰值位置,位于煤壁前方5～7 m处,并得到现场实测结果的验证。

采动覆岩中关键层的破断规律研究

介绍了采动覆岩中关键层上的载荷和支承压力分布随覆岩分层的几何和力学特性变化的规律，具体分析了关键层内的极限应力与软弱夹层厚度及坚硬岩层厚度的关系，并由关键层断裂的先后次序，说明了主关键层和亚关键层的辩证关系，并且揭示了坚硬岩层与坚硬岩层之间的复合效应．

厚覆盖层条件下地下采矿引起的地表变形陷落特征模型试验研究

以某金属矿山为原型,运用地质力学模型试验,深入分析了厚覆盖岩层条件下地表变形陷落随不同开采水平的变化规律、不同开采水平下地表变形陷落范围的变化规律以及地表变形陷落随时间的变化规律。试验采用数码相机数字化近景摄影测量方法来量测采矿过程中地表及上、下盘岩体中的位移。本试验模拟了复杂的地质条件和自然崩落法的采矿过程。地表最大下沉位移主要集中在断层F1,F4之间的区域。采场顶板围岩具有明显的流变特性,蠕变曲线具有较明显的减速蠕变阶段、稳定蠕变阶段以及变形稳定阶段。在目前开采条件下,蠕变曲线都呈变形收敛形态。相对最终稳定时的总位移量,开采完毕瞬时位移占10%～35%,减速蠕变阶段所产生的位移约占43%～72%,稳定蠕变阶段所产生的位移占15%～25%,不难发现,绝大部分地表下沉位移主要发生在减速蠕变阶段。减速蠕变阶段约为7～8 d,最终变形稳定阶段约为46～50 d。通过对试验结果的深入分析,从-270 m水平起采明显优于从-200 m水平起采。根据试验结果,所提出的最优起采深度已被矿方所采用。

非线性位移时间序列分析模型的进化识别

引入进化算法的全局优化思想,结合时间序列分析的基本理论,提出了一种新的岩土结构变形非线性动力学演化特征的进化识别算法·设计了能自动确定输入时步长度以及非线性动力学模型结构和参数的分步进化方案,对非线性时间序列分析模型的结构和参数进行全局最优搜索·将该方法用于三峡永久船闸高边坡开挖变形的预测分析,取得了满意的效果,提供了一个有效的岩土工程设计与施工的分析工具·

采动巷道岩体变形与锚杆锚固力变化规律

阐述了采动巷道围岩的变形规律，探讨了低阻力端锚和高阻力全锚锚杆在巷道围岩变形损伤过程中锚固力的变化规律，揭示了锚杆支护与围岩的作用机理。

岩体弹塑性模型力学参数对位移的影响度研究

弹塑性位移反分析可归结为对一个极值问题的优化求解。但在求解该极值问题前,须先确定其目标函数的影响因素,即确定弹塑性位移反分析问题的可反演参数。采用连续介质快速拉氏分析(FLAC)对地下采场进行数值模拟计算,采用正交试验设计法确定模拟计算方案,采用数理统计分析法研究岩体弹塑性模型力学参数对地下采场顶板中点坚向位移及侧帮中点水平位移的影响度,建立了影响度评价方法,确定了弹塑性位移反分析问题的可反演参数。

GPS技术在金川露天矿边坡变形监测中的应用

本文结合金川露天矿边坡变形ＧＰＳ监测研究，主要论述监测基点的选择，基点ＷＧＳ－８４坐标的确定，变形监测网的布设，ＧＰＳ数据采集、处理和质量，坐标转换的实施等，给出反演推出的若干四等三角点及其它控制点的变形数据，这些数据和造成变形的物理成因符合得很好，最后概括出ＧＰＳ技术应用于变形观测的若干优点。

煤岩变形破裂电磁辐射的实验研究

对受载煤体变形破裂产生电磁辐射进行了实验研究及规律分析，并对煤岩变形破裂电磁辐射的机理进行了探讨分析．研究结果表明，煤体变形破裂时能够产生电磁辐射，电磁辐射信号与声发射信号并非严格同步，电磁辐射信号较声发射信号丰富，电磁辐射与煤岩体的变形破裂过程密切相关．煤岩电磁辐射技术在揭示煤岩变形破裂机理，预测、预报地震，矿山煤岩灾害动力现象及岩石混凝土建筑稳定性方面有着非常广泛的应用前景．

不同煤块的强度变形特性及强度准则的回归方法

与沉积岩的局部缺陷不同,煤层具有分布的裂隙和弱面,不仅影响强度,也会影响变形。煤样单轴压缩的强度和杨氏模量离散性很大,但两者具有明显的相关性。在围压下压缩时,闭合裂隙可以通过摩擦承载,使煤样强度和杨氏模量的离散性减小。不同煤块加工的试样强度不同,但围压对三轴强度的影响系数K相同,即内摩擦系数是一个材料参数,因而可以对不同煤块的试验结果进行联合回归。这不仅可以消除煤块的差异对内摩擦系数的影响,而且可以评价煤块强度的离散程度。

岩土工程抗爆结构模型试验装置研制及应用

根据地下工程科研需要,专门研制了岩土工程抗爆结构模型试验装置。该装置由抗爆箱体、基坑、拉杆联接系统、油缸推拉系统及消波措施等5部分组成。利用该装置可进行常规武器对地下工程的侵彻爆炸破坏效应或核武器对深埋工程产生的直接地冲击破坏效应等室内模型试验。文中给出了该装置的功能指标、模型试验理论和试验技术及其初步应用情况。