煤巷板裂结构顶板分层稳定跨距分析

推导了锚杆支护作用下板裂结构顶板岩层分层稳定跨距计算公式，并分析了岩层厚度。

煤巷板裂结构顶板锚杆设计方法及应用

根据峰峰矿区十几条煤巷锚杆支护实践 ,提出了一种用于板裂结构顶板的锚杆实用支护设计方法。锚杆的悬吊作用和兜吊作用是该方法的理论基础。给出了锚杆参数设计的主要公式。实践表明该方法具有简单、实用的优点。

板裂结构顺层岩质边坡滑移-弯曲破坏机制的力学模型研究

滑移−弯曲破坏是顺层岩质边坡的常见破坏模式之一。基于板裂结构顺层岩质边坡的地质成因分析,将最大拉应力强度理论引入到地质力学模型分析中;根据破坏特征,将板裂结构顺层岩质边坡的岩层带分为滑移段和弯曲段;采用能量法、Rayleigh-Ritz方法及势能驻值原理等近似模拟弯曲段的挠曲方程;运用梁板强度理论,推导了板裂结构顺层岩质边坡最大拉应力计算公式和边坡潜在破坏点预测模型;在此基础上,将理论公式程序化,通过典型滑坡算例,得到了理论预测值与实际破坏值的近似一致性;通过FLAC^(3D)数值模拟软件分析了山阳滑坡的破坏过程,并得出:(1)滑坡体总位移的变化趋势呈现出明显的滑移−弯曲变化特征;(2)最大拉应力和张拉塑性区所在位置的数值模拟结果与理论计算结果近似一致。

顺坡向单层岩体板裂结构模型粘弹塑性弯曲稳定分析

针对单层岩体板裂结构模型 ,在非线弹性范围内推导了计算极限坡长 Lcr 的公式 ,并引入西原流变模型 ,在粘弹、粘塑性范围内将公式进行了修正。通过应用于分析雅砻江锦屏一级水电站三滩坝址Ⅰ线右岸蠕变体的稳定性可见 ,计算结果与工程实际情况较为吻合 ,即提出的计算模型和极限坡长计算公式相对合理 ,具有一定的应用推广价值。

板裂结构顶板锚梁支护的离散元数值模拟

介绍了采用离散元 2D -block对锚梁支护板裂结构顶板进行数值模拟分析计算 ,研究板裂结构顶板的应力场 ,锚梁支护锚杆的轴力以及顶板位移及锚固顶板的破坏形式。

板裂结构岩体顺层边坡溃屈破坏的研究

本文根据多层板裂结构岩体顺层边坡变形及溃屈破坏的特征,抽象出这种边坡的力学模型。以力学模型为基础,从结构失稳的观点出发,采用弹性力学理论和弹性稳定理论,建立了这种边坡的变形计算、溃屈稳定性分析以及溃屈破坏长度、深度预测的方法,说明了影响其溃屈稳定性的主要因素和预防这种边坡发生溃屈破坏的原则。最后,以某边坡实例验证了所建立方法的可行性。

板裂结构边坡滑移-弯曲失稳机制与计算方法对比

通过对板裂结构岩体形成力学机理和宏观表现形式的探究,分析了滑移-弯曲模式顺倾板裂结构边坡的失稳机制。根据几种常用的滑移-弯曲模式计算公式,在设定相关参数的基础上,分别进行了临界荷载和临界坡长对比分析。结果表明:关于临界荷载,板裂岩层倾角在45°~60°之间时,陈、孙、李三个公式的计算结果相对接近;且在板裂厚度相同的情况下,深层弯曲所需临界荷载明显大于浅层弯曲;建议根据当板裂岩体倾角的不同,分别采用适宜的计算公式。关于临界坡长,当板裂岩层倾角小于30°后,发生弯曲变形的临界坡长迅速增加,说明当板裂岩层倾角小于30°时发生弯曲变形的可能性较小;弯曲变形临界坡长的计算,建议应采用其原理更符合实际情况的弹性板理论。

天池能源南露天煤矿板裂结构岩体顺层边坡溃屈破坏变形演化规律及锚固参数研究

根据新疆天池能源南露天矿板裂结构岩体顺层边坡变形及溃屈破坏的特征,借助边坡雷达监测手段,通过将滑坡破坏过程预测转化为边坡岩体渐进破坏的判断,分析了边坡雷达坡表位移速率与边坡变形及溃屈破坏的内在联系,并基于弹性板理论探讨了边坡溃屈破坏长度与锚固参数的关系。研究结果表明:受张拉裂缝扩张及底滑面出露影响,板裂结构岩体破坏前的强烈弯曲-隆起阶段坡表雷达位移速率呈现明显下降趋势;坡表雷达位移速率下降至最小值的拐点可作为溃屈破坏边坡失稳的图解判据和临滑预警时间节点;锚固排距小于边坡溃屈破坏极限长度时,锚杆(索)可有效提高板裂岩体抗弯刚度,用于板裂岩体溃屈破坏治理效果显著。

板裂结构岩体形成条件与内在成因机制分析

在高地应力区的河谷自然岸坡、人工开挖边坡或基槽以及地下洞室中常可见一类特殊的岩体结构类型——板裂岩体结构,给工程建设有关的这类结构岩体环境的开挖施工和支护带来诸多问题。因此,有必要深入分析板裂结构岩体的基本形成条件与内在成因机制。基于大量工程实践和地质认识,从应力储蓄和释放及地质基础两个方面分析板裂结构岩体的形成条件,地质基础主要包括岩性条件、可形成潜在破裂面的弱面特征,地质历史时期所遭受的构造应力状态等;同时,着重从三个方面论述了地质体受外生作用形成板裂结构的力学成因机制,即应力分异作用、差异卸荷回弹作用或动荷载作用。通过小湾水电站拱坝低高程坝基岩体板裂的实例分析进一步说明开挖施工过程中板裂结构岩体的形成因素。

板裂结构岩石力学试验及破裂断口细观形貌特征分析

在板裂结构岩体区域选取有代表性的已经发生板裂化的岩石块体(即板裂原岩),通过分别对平行板裂方向和垂直板裂方向的抗压强度试验,获得相关强度参数的各向异性属性;同时,采用扫描电镜对破裂断口的形态特征进行分析。力求寻找到岩体板裂化和岩石力学特性及自身组成结构之间是否有内在的必然联系,为岩体板裂化提供理论依据。研究结果表明:板裂原岩本身确有各向异性特征,而且和板裂方向具有密切关系;在受力大小相同的情况下,和板裂方向一致时的受力比与板裂方向垂直时更加容易引起潜在板裂岩石发生变形破坏,形成板裂;垂直板裂方向压力作用下形成的破裂面多表现为穿晶断裂和沿晶断裂组合特征,且穿晶断裂占主要部分;平行板裂方向受力形成的破裂面其平整程度相对较好,沿晶断裂的范围比例明显大于穿晶断裂;板裂原岩中的缺陷和损伤近于平行原板裂方向,而这些缺陷和损伤既是板裂破坏的基础,又可以伴随板裂的发生而进一步发展。

某金属矿山板裂围岩采场结构布设优化

为研究板裂围岩采场结构的合理布设方式,在对某金属矿山现场节理和采场破坏情况充分调研的基础上,通过对浅埋板裂结构岩体的力学分析,给出板裂围岩赋存条件下采场安全系数的计算式,计算出不同采场规格和板岩倾角条件下采场的安全系数,研究了浅埋板裂围岩采场的合理结构布设。利用数值分析和位移监测的方法,校验研究结果。研究结果表明:在板裂围岩条件下,采场规格一定时,随着板岩倾角从0°增大到90°,采场的稳定性逐渐增强;板岩倾角为0°时,应加强顶板支护;板岩倾角为45°左右时,采场斜顶须加强支护;板岩倾角为90°时,采场最稳定;沿着板岩倾角为90°左右方向的采场结构布设最为合理。研究结果可为类似金属矿山合理地布设浅埋板裂围岩采场结构提供参考。

板裂围岩结构弯曲失稳分析

文章分析了板裂结构地质背景及板裂介质岩体特征,研究了板裂围岩破坏模式及力学机理,并结合工程实例,利用随机有限元模型对板裂结构屈曲破坏进行分析。

岩石板梁结构时间相关变形的稳定性分析

采用岩石板裂梁的纵向受压的力学模型，考虑深部岩石的流变性，分析了板梁稳定性的时间分叉特性．板梁失稳与岩体的流变性质密切相关，在一定载荷下，经历一段时间后会发生延迟失稳，给出了时间分叉点的计算式．

采动应力作用下陡倾板裂状岩体巷道溃屈破坏

为研究采动应力作用下陡倾板裂状岩体巷道的稳定性,根据现场残矿回采巷道的调查结果,利用安全系数法和数值模拟相结合,分析围岩采动应力变化规律和巷道安全状况.研究结果表明:陡倾状矿体回采后上盘围岩应力高于下盘围岩应力,下一中段矿体回采对上中段巷道应力影响最为显著;采动应力作用是上盘巷道失稳的主要诱因,上盘巷道围岩垂直应力最大值达到7.87 MPa,超过巷道围岩溃屈破坏极限应力.

板裂介质围岩中的隧道衬砌与围岩相互作用机理

围岩的破坏 ,通常所指的是张破坏和剪破坏。在岩体力学中 ,岩块沿着结构面滑动 ,剪切带内岩体块滚动 ,已经被认为是常规的岩体破坏机制。但还有几种破坏形式屡见不鲜 ,如层状围岩中的倾倒变形、溃屈破坏和地下顶板发生弯折破坏等。这几种破坏的特点是层间错动极为发育 ,它将坚硬的岩层分割成板状或碎裂状结构。孙广忠先生将此类围岩结构称为板裂结构。其中溃屈和倾倒变形是板裂结构所特有的两种破坏形式 ,是结构失稳的表现。结合工程实例对板裂介质围岩中的隧道衬砌与围岩相互作用机理进行了研究与验证 。

层状板裂组合结构岩体力学特性试验研究

层状结构是自然界中常见的岩体结构类型,在我国分布广泛,然而在西部构造应力的作用下,易形成一种较为特殊的岩体组合结构,即层状板裂结构。以西部地区层状板裂结构较为普遍的板岩为例,开展力学特性试验研究,结果显示板岩岩石内部构造结构面对岩石破坏模式与力学特性影响较大,各向异性特征明显。为消除岩石构造结构面的干扰,采用完整性较高、均质性较好的花岗岩预制层间薄夹层来研究层状板裂结构的力学特性,研究结果显示,岩体的峰值强度与弹性模量随着层间板裂化结构面密度的增大呈线性下降趋势,板裂化结构面密度越大,岩体在压缩变形过程中所吸收的应变能越小,破坏程度也有所减弱,破坏时板裂化结构面处率先产生裂纹,之后裂纹拓展贯通至破坏。在此基础上,引入结构面密度参数λ,对现有的弹性均质断续结构和碎裂结构岩体变形本构方程进行优化,优化后的本构方程能够更好地描述层状板裂组合结构岩体的本构关系。

巷道放顶煤法的顶煤破碎机理研究

在总结现场试验效果的基础上,应用断裂力学理论分析了急倾斜煤层巷道放顶煤顶煤破断裂纹的扩展和破碎机理。通过建立力学模型,探讨了急倾斜煤层放顶煤开采的影响因素,并得出了较为理想的开采条件是:煤层倾角为70°左右、厚度大于临界厚度且裂纹发育。该结论对推广这一采煤方法具有较大的现实意义。

直立顺层边坡的黏弹性稳定分析

直立边坡的失稳与岩体的流变性质密切相关,其在一定载荷作用下失稳表现出延迟特性。采用自重作用下的梁柱力学模型,考虑岩石的流变性,给出了不同材料模型下直立边坡的极限坡高及其分析方法。

煤巷分层绞接拱极限跨距理论与应用

提出了煤巷板裂结构顶板分层绞接拱极限跨距理论，通过对这类结构顶板的极限跨距理论分析，指出了煤巷板裂结构顶板分层绞接拱的稳定性判据，并通过一具体实例说明其理论和应用价值。

五峰山斜坡变形破坏机制及稳定性分析

针对五峰山斜坡变形破坏的基本特征,运用板裂结构理论和宏观地质法,分析了斜坡变形的影响因素、破坏机制和稳定状况。认为五峰山斜坡变形是各种作用长期积累的结果,不论有无其它触发因素,在自然状态下斜坡均会发生变形,变形模式为由下坡至上坡发展的溃屈破坏。位于陡坡上的碎块物质,当临界雨强达到7 6mm 10min时,将发生坡面泥石流。该研究对长江沿岸类似条件下斜坡的稳定性评价和治理具有参考价值。