块裂隧道围岩等效岩体变形参数研究

采用Voronoi离散单元方法建立块裂岩体隧道的随机DEM数值模型,通过大量随机数值计算结果验证采用岩体等效变形参数预测隧道收敛变形的可行性。在规则裂隙岩体等效变形参数计算方法的基础上,针对数值模拟揭示的深埋隧道变形特征提出改进的修正计算公式及相应的特征参数。通过与既有解答以及大量随机数值计算结果的对比和统计分析验证修正解的合理性,修正解较为合理改善既有规则裂隙岩体等效变形参数计算方法在反映随机块裂岩体在隧道卸荷条件下变形估算的较大误差。采用修正计算方法得到的岩体等效变形参数可以很好地预测随机块裂岩体中隧道开挖后收敛变形的数学期望值。提出的修正计算方法对当前深部岩体变形参数研究和隧道洞壁收敛位移的估算具有一定的参考价值。

高温岩体地热开发的块裂介质固流热耦合三维数值模拟

在深入论述高温岩体地热开发研究与发展现状的基础上,提出了高温岩体地热开发的块裂介质固流热耦合数学模型及其数值模拟方法,提出了该数学模型详细的求解策略与求解方法。对6 000 m深的高温岩体地热开发进行了详细的数值分析,揭示了:(1) 岩体温度随地热提取降低及其分布变化的规律;(2) 岩体中基质岩块内、裂缝内应力随地热提取的降低规律;(3) 裂缝宽度随地热提取变化的规律。对高温岩体地热开发决策、技术方案选择提供了理论基础及其方法。

块裂反倾巨厚层状岩质边坡变形破坏颗粒流模拟及稳定性分析

为了研究块裂反倾巨厚层状岩质边坡破坏机制及稳定性,基于PFC2D平行黏结模型和持续增加重力加速度方法,研究边坡破坏模式、应力-变形及能量耗散演化,并用临界重力加速度量化研究其稳定性。研究结果表明:边坡破坏模式主要有滑移、倾倒和溃屈破坏3类且随岩层倾角增大而逐渐转变;随岩块两相邻边长比l/h增大,边坡越倾向于发生倾倒破坏;滑移和倾倒破坏模式从坡脚向上坡体应力逐步达到峰值并峰后跌落,具有渐进破坏特征。而溃屈破坏模式坡体各部位应力呈"捆绑"型波动性塑性流动状态,具有大面积剧烈整体性破坏特征;随着岩层倾角(45°,60°,75°)增大,边坡临界重力加速度先减小再增大,稳定性在60°时最弱。边坡稳定性随岩块增大而增强,并主要受层间裂隙间距控制。

块裂介质岩石流体力学研究新进展

概括地介绍了我们在块裂介质岩石流体力学方面近年来所作的研究工作，内容包括：（1）岩体裂缝二维、三维分布分形规律及分形仿真方法；（2）三维应力作用下，气体、液体、气液二相流体沿裂缝的渗流物性规律；（3）二维、三维块裂介质固液、因气耦合数学模型及其数值解法；（4）承压水上采煤的理论与实践．

块裂介质岩体变形与气体渗流的耦合数学模型及其应用

在详细论述岩体基质岩块与裂缝变形、气体渗流及相互作用物理机制的基础上 ,提出了块裂介质岩体变形与气体渗流的耦合数学模型及其数值解法 ,这是岩体介质固气耦合数学模型的重要发展 .以含裂缝煤层瓦斯抽放为例 ,通过数值分析 ,揭示了含裂缝煤层瓦斯在基质岩块和裂缝中运移、传递和交换 ,伴随的岩体裂缝和基质岩块变形和应力分布 ,及其对瓦斯气体运移的相互作用影响规律 .

块裂层状岩质边坡稳定性研究

岩质边坡工程中经常会遇到层理和节理极为发育、岩体被切割成许多离散块体的块裂层状岩体边坡,该类型边坡的破坏模式和稳定性影响因素有别于一般的岩质边坡。针对该类边坡,通过室内模型试验,探讨不同开挖坡度和层理面倾角下岩质边坡的破坏特征,并运用Sarma法对于室内模型试验结果进行分析,计算结果表明Sarma法适用于块裂层状岩质边坡的稳定性分析,这对该类岩质边坡的工程实施具有一定的指导意义。

手术治疗伴劈裂骨块压缩骨折的SchatzkerⅢ型胫骨平台塌陷骨折

目的探讨伴劈裂骨块压缩骨折的SchatzkerⅢ型胫骨平台塌陷骨折手术治疗效果。方法手术治疗23例伴劈裂骨块压缩骨折的SchatzkerⅢ型胫骨平台塌陷骨折患者。结果 23例均获随访,时间3～20个月。术后按照Holh和Luck膝关节评分标准评价膝关节功能：优16例,良5例,中1例,差1例。均无内固定松动断裂、膝关节不稳、关节强直等并发症发生,膝关节总的屈伸度均良好。结论手术治疗伴劈裂骨块压缩骨折的SchatzkerⅢ型胫骨平台塌陷骨折,对于楔形骨折块关节面复位以及植骨,可以采用开窗的方式,对机体创伤小,固定牢靠。

基于灰色突变理论的块裂岩质边坡崩塌时间预测

为了有效地预测块裂岩质边坡发生崩塌的时间,基于灰色理论和突变理论建立了灰色-突变预测模型.首先运用灰色理论对声发射监测数据进行处理,得到预测数据,运用最小二乘曲线拟合展开,再通过微分同胚变换,转换为尖点突变模型的基本形式,从而建立了灰色突变预测模型.最后采用该模型对贵毕公路k79+380～k79+500右边坡的崩塌时间进行了预测,预测结果和实际崩塌时间基本一致,表明该模型可以有效地预测块裂岩质边坡的崩塌。

块裂结构岩质边坡水力学模型及数值模拟

把块裂结构岩质边坡看作拟连续介质与块裂介质广义双重介质,运用现代分形理论,建立了1-2级主干裂隙分形网络,并根据两类介质接触处水头相等及节点流量相等建立了合理的块裂结构边坡三维水力学模型,给出了有限元解法,模拟了三峡工程的蓄水位至175m时边坡渗流场与应力场的变化,在应用上有较好的可靠性与广泛性。

块裂结构岩质地下洞室松动特征试验研究

对不同倾角层理下的块裂结构岩质地下洞室进行了物理相似模拟试验,得到了洞室上覆岩层的运动行为和松动区变化规律,并对松动区界限建立了初步数学模型。试验结果表明:①当层理倾角小于岩块摩擦角时,岩层发生离层,各层内的部分岩块整体性沿节理面滑落;顶部松动区的左右界限为层理面和节理面构成的两个台阶面,上部界限为一层理面,台阶面倾角由块裂岩体的构造特征决定,上限可由改进的Voussoir梁模型计算得到,松动区内块体群作为一个整体,表现在块体理论上即为可动块体;②当层理倾角大于岩块摩擦角,而小于围岩自稳极限角时,洞室上覆岩层不发生离层现象,松动区内块体群整体性自由掉落;松动区左右界限为两个台阶面,上限为一层理面,但此时,界限附近部分岩块发生转动,可形成有效的压力拱,从而保证上覆岩层的稳定性;③当层理倾角大于围岩自稳极限角,洞室顶部松动区可确定为两组层理面所围成的区域,在松动岩体整体性沿节理面滑落的过程中,有部分块体受力状态改变,发生转动行为,从而出现岩块挤压现象,可阻止松动岩体整体性滑落。

块裂结构岩体中的三维应力传递

利用岩石力学中碎裂介质理论提出的方法,研究了应力在三维块裂介质中的传递规律.根据矿山地下开采中采场上方一定范围内岩石破断后可能形成的块体形状,把破断块体抽象成具有一定长、宽、高和破断角的规则块体,建立了采场上覆岩层三维块裂介质力学计算模型;借助应力计算理论,研究了自重应力在三维块裂介质模型中的传递规律,得到了相应的三维应力计算公式.块裂介质中块体自重产生的三维应力大小受计算位置上方岩块数量、岩块密度以及岩块的长、宽、高、破断角等几何参数的控制,同时还与块体的重力分解系数有关.

块裂层状岩质边坡稳定性极限分析上限解

采用室内模型试验仿真构造了顺层和反倾斜块裂层状岩质边坡,分别定性地确定了可能出现的两种类型边坡的破坏模式,并根据实际工程中可能出现的边坡破坏特征,进一步拓展了这两种类型边坡的破坏模式,使其更具有普遍性.然后根据极限分析上限法基本原理,对室内模型试验结果进行分析求解,验证了极限分析上限法在该类型边坡稳定性分析中的适用性,并使极限分析上限法演绎到普遍破坏模式中.这进一步拓展了极限分析法的应用范围,为块裂层状岩质边坡稳定性分析提供了一种有效的分析手段.

甘肃北山西部新元古代陆块汇聚与裂解事件的岩石记录

甘肃北山西部地处塔里木、柴达木和华北 (阿拉善 )三个前寒武纪地块的交汇部位 ,是受显生宙天山造山带、祁连造山带和阿尔金造山带多次叠加改造的地区。近几年 ,随着新元古代榴辉岩、花岗岩的新发现 ,结合新元古代伟晶岩脉群、辉绿岩墙群和震旦纪未变质沉积盖层 ,初步确定了该地区新元古代陆块汇聚与裂解的地质事件框架。在新元古代早期 ,塔里木地块与柴达木地块可能发生斜向汇聚 ,并以深层次韧性剪切带进行焊接 ,其时间在 913Ma左右。稍后 ,在塔里木地块北部的柳园一带 ,塔里木地块与另一个地块发生碰撞 ,形成了榴辉岩和大面积带状分布的花岗岩 ,其时间在 86 0～ 880Ma左右。之后 ,在经过汇聚的大陆块内部发生裂解 ,形成了两期辉绿岩墙群。随着裂解作用的进一步加强 ,该地区进入到陆相砂砾岩和海相碳酸盐沉积阶段 ,形成了安南坝群沉积建造 ,其时间在 70 0Ma左右。

单边穿透裂纹楔块法疲劳止裂的有限元模拟

采用有限元方法,建立了二维裂纹—楔块接触问题的有限元模型。模拟计算了楔块与裂纹面之间的接触应力分布、楔块作用下裂纹张开位移、有效应力强度k因子等参数。分别讨论了加楔条件、楔块材料性质等因素对楔块法疲劳裂纹止裂效果的影响。上述初步分析结果可以为楔块法疲劳止裂技术的理论研究提供一定参考。

压裂防砂技术在现河草13块的研究与应用

现河草13块油藏启动压力高、原油粘度大、渗透率低,采用常规挤压充填改造后开发效果不理想。因此,开展岩石力学实验分析,开展技术攻关研究,明确了压裂防砂为本区油层改造的主要技术手段。通过优化施工参数、优选施工材料,实现该区油层改造突破性进展,为该类油藏的开发提供了可借鉴的经验。

块裂岩体渗漏与稳定分析——南谷洞水库裂隙发育规律的研究

为解决绕坝渗漏和溢洪遭边坡稳定问题,对坝址区的裂隙分布规律进行了调查研究。南谷洞水库坝址区分布着被陡倾角裂隙所切割的厚层石英砂岩,属于层状块裂岩体结构。块裂岩体的稳定及渗漏问题,主要受结构面的分布规律及其组合关系所控制。本文主要采用“极大法”按四条测线调查了全区裂隙的最大密度方向及其分布规律,并对可能出现的问题作了定性分析。

综采面直接顶块裂介质岩体稳定性及其控制分析

随着我国煤炭行业的快速发展,矿井下机械化生产水平连续提升,但回采生产中冒顶事故时而发生,影响了现场生产的安全性、稳定性.为确保综采工作面生产的安全性,将事故发生率降到最低,进而协助企业创造良好的效益,就应加大综采面冒顶事故的防控力度.本课题依照直接顶裂隙系统及破坏冒顶的主要特征,搭建了综采面顶块裂介质岩体力学模型、稳定性突变模型,为提升冒顶事故的控制效果提出了几点可行建议与措施方法,希望能从理论层面上给同行的生产实践带来一些帮助.

高拱坝拱肩块裂岩体滑移综合处理实录

福建省建阳市新历水电站、雷公口水库,坝型为浆砌石拱坝,最大坝高86.3m。该文基于地质工程的整体观,着重阐述该拱坝左拱肩块裂岩体的滑移机理,介绍以孔口封闭高压灌浆和混凝土框格式抗剪键为主的嵌、垫、灌、键、排和原位监测等几项综合的左拱肩块裂岩体处理措施及经验体会,可供类似条件的拱肩岩体滑移处理参考。

块状岩体的稳定可靠性分析模型及其应用

依据工程岩体的力学介质分类,利用块体理论与赤平投影方法,建立了块裂力学介质工程岩体中块状岩体的稳定可靠性分析模型。并利用该模型分析了某大型地下空间块状岩体的稳定概率。所述工程实例展示了模型的实用性和应用前景。

正文煤矿采空区下回采巷道支护应用分析

为解决正文煤矿近距离煤层下方回采巷道围岩支护难题,以11107回采工作面为工程背景,综合运用理论计算、现场实测等方法,对回采巷道支护及应用进行了探讨;分析表明,9#煤层开采引起底板损伤破坏深度为4.69m,以层间岩层厚度是否大于5m为条件将其巷道围岩分为损伤间隔层、块裂间隔层两种类型,并采用不同的支护方案;应用表明,在掘巷阶段取得较好的围岩控制效果。