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Fuzzy Random Reliability Analysis of Blocky Rock-Mass in Slopes 被引量:3
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作者 YANGKun ZHANGXin 《Journal of China University of Mining and Technology》 EI 2005年第2期129-134,共6页
Slope stability assessment is a geotechnical problem characterized by many sources of uncertainty. In clas- sical reliability analysis, only the randomness of uncertainties is taken into account but the fuzziness of t... Slope stability assessment is a geotechnical problem characterized by many sources of uncertainty. In clas- sical reliability analysis, only the randomness of uncertainties is taken into account but the fuzziness of them is ignored. In this paper, a fuzzy probability approach and a fuzzy JC method are presented for the reliability analysis. The two methods have been applied to stability analysis of a certain slope of permanent ship lock in the Three-Gorges Project. The results obtained from these two methods are basically the same. However, compared with the fuzzy probability means, the fuzzy JC method can reflect the real situation better because it uses a fuzzy-based analysis applied to not only limit state equation but also mechanical parameters. 展开更多
关键词 块状岩体 矢量分析 模糊随机可靠性 模糊故障概率 斜坡
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Research on inspection of stability of subsiding area in composite rock-mass roadway 被引量:2
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作者 来兴平 《Journal of Coal Science & Engineering(China)》 2002年第1期21-26,共6页
The research concentrates mainly on the development of failure process in composite rock-mass through acoustic emission, convergence inspection, stress measurement, subside area measurement, level measurement in the p... The research concentrates mainly on the development of failure process in composite rock-mass through acoustic emission, convergence inspection, stress measurement, subside area measurement, level measurement in the process of stability and safety monitoring as well as inspecting of subside area in composite hard rock. In terms of the modern signal analysis technology, various aspects are discussed. The monitoring result and the stability of rock mass can be synthetically evaluated and inferred, and the location of acoustic origin according to the acoustic emission regularity can be successfully detected. Finally the key factors of the deformation can be inferred from in subside area. 展开更多
关键词 合成岩体材料 声学散发 稳定性 应力测量 下沉区域 巷道路面
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采动力学与岩层控制关键理论及工程应用 被引量:1
3
作者 宋振骐 文志杰 +2 位作者 蒋宇静 蒋金泉 石永奎 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期16-35,共20页
研究岩体采动力学响应和岩层控制技术对促进煤炭安全高效开采、保障能源稳定供给具有重要意义,是实现煤炭资源科学开采的理论基础。矿山岩体灾害(围岩变形、冲击地压等)频发,其形成-演化-发生全过程与采动力演化分布、岩层运动、开采扰... 研究岩体采动力学响应和岩层控制技术对促进煤炭安全高效开采、保障能源稳定供给具有重要意义,是实现煤炭资源科学开采的理论基础。矿山岩体灾害(围岩变形、冲击地压等)频发,其形成-演化-发生全过程与采动力演化分布、岩层运动、开采扰动和能量演化密切相关。基于实用矿山压力控制理论,提出并阐述了采场岩层控制进展与控制准则,建立了定量分析的力学模型和设计方法,发展了针对性的岩体灾害控制技术,并创新研制了配套试验研究装备。采动力学与岩层控制理论将岩层控制分为采场岩层控制和巷道围岩控制;提出控制或利用采动岩层运动改变致灾条件,给出“给定变形”和“限定变形”准则;调控“3S”因素准则(围岩应力环境、围岩结构属性、围岩支护结构)改变围岩自稳能力。以岩体灾害控制为目标,提出了以“应力主控”为核心的释能主控技术;建立了岩体灾害控制大小原理和弱面判据(安全系数K、冲击危险性系数U);研发了采场矿压机械模拟试验系统、采动力试验系统和蠕变及动力扰动冲击加载试验系统,实现了实验室尺度还原采动力作用下岩体变形-破裂-运动过程,为研究采动力作用下岩体力学响应提供了试验装备;分别从采场岩层控制、地质软岩巷道控制、工程软岩巷道控制及冲击地压控制4个方向进行了工程案例研究,相关研究成果在工程应用中得到了验证。 展开更多
关键词 采动力学 岩层控制 岩体灾害 “3S”因素 弱面判据 试验系统研发
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采动岩体损伤与断层冲蚀协同致灾时空演化机制 被引量:1
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作者 姚邦华 李硕 +4 位作者 杜锋 李振华 张勃阳 曹正正 王戈 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期2212-2221,共10页
随着我国煤矿开采向深部延伸,断层突水成为威胁煤矿安全生产的重大灾害之一。基于采动诱发断层突水相关研究成果,笔者提出了采动岩体损伤破裂−破碎岩体(断层)冲蚀协同致灾的突水概念模型,推导了2种介质的渗透性演化方程,系统性构建了工... 随着我国煤矿开采向深部延伸,断层突水成为威胁煤矿安全生产的重大灾害之一。基于采动诱发断层突水相关研究成果,笔者提出了采动岩体损伤破裂−破碎岩体(断层)冲蚀协同致灾的突水概念模型,推导了2种介质的渗透性演化方程,系统性构建了工作面采动破坏与断层内部颗粒冲蚀协同致灾力学模型;数值模拟研究了采动岩体变形破坏、断层内颗粒运移以及渗流通道演化特征,系统性阐释了采动诱发断层突水的渗流灾变时空演化机制。研究结果表明:①随着工作面不断推进,底板采动岩体损伤场与断层冲蚀裂隙相连通,形成了含水层—断层—采动裂隙—工作面的渗流路径,并随着冲蚀时间增加,最终发展成为数条优势导水通道,造成工作面涌水量的急剧增大并发生滞后突水。②随着渗流时间增加,断层内部涌水量、裂隙开度均表现为缓变—突增—稳定3个阶段,冲蚀颗粒体积分数则呈现先增大后减小的变化趋势。③在研究矿区地质条件下,为预防发生断层突水,可采取超前注浆或留设防水煤柱等方法,超前注浆时间应在底板裂隙带连通断层之前,若不采取注浆措施则合理防水煤柱的留设宽度不应低于20 m。 展开更多
关键词 断层突水 采动岩体 冲蚀作用 突水通道
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湘南坪宝矿田岩浆热液成矿系统深部探测与地球化学约束
5
作者 戴前伟 段旦 +4 位作者 刘飚 谭富诚 吴堑虹 严家斌 张彬 《地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期661-672,共12页
湘南是我国乃至世界最重要的钨锡多金属矿集区之一,发育了坪宝、柿竹园、骑田岭等多个大型矿床(田)。随着浅部资源逐渐枯竭,成矿系统深延与探测成为找矿突破的重点,尤其是覆盖层下隐伏成矿岩体、流体运移通道与矿体赋存空间的准确识别... 湘南是我国乃至世界最重要的钨锡多金属矿集区之一,发育了坪宝、柿竹园、骑田岭等多个大型矿床(田)。随着浅部资源逐渐枯竭,成矿系统深延与探测成为找矿突破的重点,尤其是覆盖层下隐伏成矿岩体、流体运移通道与矿体赋存空间的准确识别。本文以湘南坪宝矿田为例,采用广域电磁、构造解析与地球化学等方法揭示了成矿系统的空间结构与物质组成:(1)矿田深部(<5 km)存在4个隐伏的燕山期花岗岩体,包括宝山、黄沙坪、大坊、野鹅塘,岩体呈现不规则形态;(2)岩体侵位受NNE走向、NE走向与NW走向的区域断裂交汇联合控制,其岩体接触带与次级断裂为主要的控矿构造;(3)断层破碎带中方解石、石英、赤铁矿等热液矿物为成矿流体活动留下的痕迹,可用来识别成矿流体的源区与路径;(4)科学钻探证实了矿体与成矿运移通道深延稳定,且可能与深部隐伏岩体导通;(5)宝山矿区西部、黄沙坪矿区东部、大坊与野鹅塘矿区深部应为该区未来找矿勘查的重点。通过广域电磁、构造解析与矿物地球化学分析可以深入认识隐伏岩体的空间形态与形成时代,构建成矿物质与流体的“源-运-储”模型,开展成矿系统的深部探测与成矿潜力评价。 展开更多
关键词 隐伏岩体 成矿系统 广域电磁 深部预测 坪宝矿田 湘南地区
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基于液电效应的高压电脉冲岩体致裂特征及机理
6
作者 郭军 米鑫程 +5 位作者 冯国瑞 白锦文 文晓泽 朱林俊 王子 皇文博 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期2270-2282,共13页
基于液电效应的高压电脉冲致裂技术是一种新型的岩体致裂技术,具有安全高效、绿色环保、能量可控等特点,在煤矿井下围岩应力调控方面拥有广阔的应用前景。由于井下岩体往往处在较为复杂的应力环境,为深入研究该技术在井下不同围岩应力... 基于液电效应的高压电脉冲致裂技术是一种新型的岩体致裂技术,具有安全高效、绿色环保、能量可控等特点,在煤矿井下围岩应力调控方面拥有广阔的应用前景。由于井下岩体往往处在较为复杂的应力环境,为深入研究该技术在井下不同围岩应力环境下对坚硬岩体的致裂效果,通过LS-DYNA软件对基于RHT损伤本构模型建立的岩石试样进行高压电脉冲岩体致裂数值模拟试验,对岩体内部的损伤和有效应力演化过程进行采集,分析岩体的致裂特征及其裂缝扩展机理,通过数值模拟弥补在室内试验中因放电过程快、电磁干扰大而导致的致裂过程中岩体内部难以有效监测的问题。利用自主研发的高压电脉冲岩体致裂试验平台,开展了不同围岩应力条件下的高压电脉冲岩体致裂试验,通过获得的岩体表面破裂特征验证数值模拟结果的可靠性。获得以下结论:①基于RHT本构模型建立了LS-DYNA高压电脉冲岩体致裂数值模型,根据炸药爆破与高压电脉冲的能量等效关系,构建了高压电脉冲数值模拟等效参数。通过实验室试验与数值模拟结果进行对比,验证了数值模型与等效参数的可靠性;②对试样上表面裂纹扩展情况进行分析,发现裂纹会向最大压初始应力方向偏转。在此过程中,裂纹总长度先是逐渐减小。当所有裂纹与最大初始压应力夹角均小于45°时,裂纹总长度开始逐渐增大;③通过数值模拟,发现在致裂初期,高压电脉冲放电产生的动态应力远大于围岩应力,对试样的破坏起主导作用。随着动态应力在传播过程中的快速衰减,初始围岩应力与动态应力的大小逐渐接近,并最终由初始围岩应力主导裂纹的萌生与扩展。研究结果表明,围岩应力是决定岩体裂缝发育和扩展特征的重要因素,特别是对裂缝的扩展方向有显著影响,在采用高压电脉冲致裂技术对深部岩体进行致裂时,应考虑岩体所处应力状态,科学制定致裂方案,以实现对岩体的高效致裂。 展开更多
关键词 岩体致裂 液电效应 高压电脉冲 围岩应力 LS-DYNA
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节理岩体单轴瞬态卸荷动态响应机理
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作者 李新平 王良军 +3 位作者 宋凯文 王梓 黄俊红 刘婷婷 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第4期95-103,共9页
为了研究深部节理岩体开挖瞬态卸荷力学响应及变形损伤规律,通过理论分析、室内试验、数值分析等技术手段,深入研究了深部节理岩体开挖中的瞬态卸荷力学机理及动力响应,探讨了瞬态卸荷和节理的相互作用机制,建立了可描述现场原位试验的... 为了研究深部节理岩体开挖瞬态卸荷力学响应及变形损伤规律,通过理论分析、室内试验、数值分析等技术手段,深入研究了深部节理岩体开挖中的瞬态卸荷力学机理及动力响应,探讨了瞬态卸荷和节理的相互作用机制,建立了可描述现场原位试验的数值模型。结果表明:在单轴瞬态卸荷的第1阶段中,岩体内不会产生拉应力,而在第2阶段中,反射拉伸应力波将动能完全转化为弹性势能,导致岩体内产生拉应力;当有节理存在时,卸载波会在节理处产生透反射现象,导致节理张开量与节理刚度呈负相关;在节理岩体的单轴瞬态卸荷第2阶段中,反射拉伸应力波传递至节理时,会导致节理大幅度张开,诱发岩体的位移突变现象。研究结果对于深入了解单轴瞬态卸荷作用下岩体的力学响应机制具有重要意义,为开展深部岩体瞬态卸荷研究提供了重要的参考依据。 展开更多
关键词 深部岩体 节理岩体 瞬态卸荷 损伤力学 数值分析
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Identifying rock blocks based on hierarchical rock-mass structure model 被引量:2
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作者 XU NengXiong School of Engineering and Technology, China University of Geosciences, Beijing 100083, China 《Science China Earth Sciences》 SCIE EI CAS 2009年第10期1612-1623,共12页
Rock-masses are divided into many closed blocks by deterministic and stochastic discontinuities and engineering interfaces in complex rock-mass engineering. Determining the sizes, shapes, and adjacent relations of blo... Rock-masses are divided into many closed blocks by deterministic and stochastic discontinuities and engineering interfaces in complex rock-mass engineering. Determining the sizes, shapes, and adjacent relations of blocks is important for stability analysis of fractured rock masses. Here we propose an algorithm for identifying spatial blocks based on a hierarchical 3D Rock-mass Structure Model (RSM). First, a model is built composed of deterministic discontinuities, engineering interfaces, and the earth's surface, and the deterministic blocks surrounded by these interfaces are traced. Then, in each deter-ministic block, a network model of stochastic discontinuities is built and the stochastic blocks are traced. Building a unitary wire frame that connects all interfaces seamlessly is the key for our algorithm to identify the above two kinds of blocks. Using this algorithm, geometric models can be built for block theory, discrete element method, and discontinuous deformation analysis. 展开更多
关键词 rock-mass engineering DISCONTINUITY BLOCK identification 3D rock-mass Structure MODEL network MODEL of STOCHASTIC DISCONTINUITIES
原文传递
山东龙郓煤业10·20冲击地压事故区域应力背景与防控研究
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作者 孟静 张鹏 +4 位作者 王继明 丰成君 范玉璐 戚帮申 孙明乾 《地质力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期473-486,共14页
矿山巷道、交通隧道等地下硐室围岩稳定与岩体所处区域地应力环境息息相关。分析区域深部地应力与地下硐室走向、形状等因素的关系,有助于提前规避硐室开挖风险。文章以山东龙郓煤业10·20冲击地压事故为背景,通过地应力测量与监测... 矿山巷道、交通隧道等地下硐室围岩稳定与岩体所处区域地应力环境息息相关。分析区域深部地应力与地下硐室走向、形状等因素的关系,有助于提前规避硐室开挖风险。文章以山东龙郓煤业10·20冲击地压事故为背景,通过地应力测量与监测工作,初步揭示了山东西部地壳浅表层现今地应力环境,结合龙郓煤业矿区附近现今地应力场特征,探讨此次冲击地压事故产生的区域应力背景,并从地应力角度提出相应的防控建议。研究结果表明:测量深度范围内主应力大小总体上与深度成正比线性关系,最大水平主应力值为3.48~20.76 MPa,随深度增加梯度为0.0182 MPa/m;最小水平主应力值为3.44~14.95 MPa,随深度增加梯度为0.0130 MPa/m;区内最大水平主应力方位为北东43°~89°,平均方位为北东75°;地壳浅表层构造作用以水平构造作用为主,但随着深度的增加,逐渐向垂直构造作用转变;龙郓煤业10·20冲击地压事故的诱发机制主要是垂向应力大于水平主应力,现今处于拉张应力环境,尤其是巷道走向平行于最大水平主应力方向;建议龙郓煤业巷道轴线与最大水平主应力方向的夹角为60°~90°,同时巷道顶板可以采用拱形顶板,确保巷道岩体稳定。 展开更多
关键词 山东西部 冲击地压 地应力测量与监测 地应力场特征 岩体稳定性
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基于AttentionR2U-net的岩石(体)关键节理智能识别与参数提取
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作者 孙浩 代宗晟 +1 位作者 金爱兵 陈岩 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期101-110,共10页
针对岩石(体)表面复杂节理网中关键节理的智能识别与参数提取问题,提出一种基于AttentionR2U-net网络与节理几何特征模型耦合识别的方法.在R2U-net网络的基础上引入注意门(attentiongate)改进网络,通过定性与定量的方法对边坡节理图像... 针对岩石(体)表面复杂节理网中关键节理的智能识别与参数提取问题,提出一种基于AttentionR2U-net网络与节理几何特征模型耦合识别的方法.在R2U-net网络的基础上引入注意门(attentiongate)改进网络,通过定性与定量的方法对边坡节理图像和混凝土、龟裂土、常见脆性岩石裂隙图像的识别结果分别作准确性及泛化能力检验;利用AttentionR2U-net网络耦合节理几何特征的方法识别关键节理,提取原始节理和关键节理的几何参数并对其迹长、面积及倾角作差异性分析.研究结果表明:针对岩石(体)节理识别,本文算法的Dice相似系数从U-net网络的0.965提升至0.990,且明显优于传统算法,故本文算法在岩石(体)节理识别上具有更强的可靠性与优越性;针对混凝土、龟裂土和大理岩、花岗岩、砂岩等脆性岩石裂隙的识别,本文算法的Dice相似系数均在0.953以上,故本文算法具有较强的泛化能力.与原始节理网络相比,关键节理网络优势迹长由0.732m显著增大至1.835m,节理倾角分布形式和优势倾角组均不变,优势迹长和倾角的节理占比均显著增大. 展开更多
关键词 岩石(体) 关键节理 AttentionR2U-net网络 智能识别 参数提取
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基于混合物理论的饱和孔隙-裂隙岩体本构模型
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作者 胡亚元 叶飞 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1446-1456,共11页
考虑饱和孔隙-裂隙岩体中固相材料应变与固相材料压力间的关系,完善模型力学参数的取值理论依据,建立新的本构模型.在混合物理论框架内,依据变形特征将固相体应变分解为裂隙骨架体应变、孔隙骨架体应变、岩块材料体应变.假定应变仅取决... 考虑饱和孔隙-裂隙岩体中固相材料应变与固相材料压力间的关系,完善模型力学参数的取值理论依据,建立新的本构模型.在混合物理论框架内,依据变形特征将固相体应变分解为裂隙骨架体应变、孔隙骨架体应变、岩块材料体应变.假定应变仅取决于能量方程中的共轭应力,基于自由能势函数构建饱和孔隙-裂隙岩体本构模型,根据模型力学含义推导模型力学参数取值方法.结合达西定律建立流固耦合控制方程.一维固结算例分析表明,相比其他方法确定的参数,所提方法确定参数计算的初始超孔压偏低、初始沉降偏大,孔隙超孔压消散滞后于裂隙超孔压.参数敏感性分析表明,增大渗透系数比会显著提高岩体固结速率,增大形状系数对裂隙超孔压消散和岩体沉降影响较小. 展开更多
关键词 饱和孔隙-裂隙岩体 混合物理论 岩块材料变形 参数的取值方法 一维固结
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节理化炭质页岩地层隧道围岩大变形及控制技术研究
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作者 阳军生 夏裕栋 +2 位作者 方星桦 刘伟龙 王法岭 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期188-200,共13页
某高速铁路XHS隧道穿越节理化炭质页岩地层,在施工过程中围岩大变形、失稳坍塌现象显著,现场采用强支护和仰拱加深等措施后围岩变形控制效果不佳。针对XHS隧道节理化炭质页岩地层地质条件,结合现场监测手段、离散-连续耦合数值模拟分析... 某高速铁路XHS隧道穿越节理化炭质页岩地层,在施工过程中围岩大变形、失稳坍塌现象显著,现场采用强支护和仰拱加深等措施后围岩变形控制效果不佳。针对XHS隧道节理化炭质页岩地层地质条件,结合现场监测手段、离散-连续耦合数值模拟分析围岩大变形及破坏特征,基于数值模拟提出以采取地层预加固为主的围岩变形控制措施,并通过现场试验探讨该控制措施的应用效果。研究结果表明:隧道开挖后,围岩变形具有变形量大、变形速率快的特点,围岩拱部沉降量大于水平收敛量且变形具有非对称的分布特征;受三台阶法多次开挖扰动影响,围岩卸荷范围动态发育并不断向全环扩展,松动区逐渐由浅部围岩向深部转移,并呈现出非对称的破坏特征,最终引发围岩大变形;采取地层预加固后,模型中围岩变形和松动区范围明显减小,围岩非对称变形破坏也得到了有效控制;在采用地层预加固、管棚超前支护、三台阶临时仰拱法开挖的控制措施后,围岩变形得到控制,施工效果良好,隧道恢复正常施工,保证了隧道的顺利贯通;以地层预加固为主的控制措施是此类节理化炭质页岩地层围岩变形控制的有效手段。 展开更多
关键词 节理化岩体 炭质页岩 大变形 离散-连续耦合分析 预加固
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基于突变理论的隔水岩体失稳分析及安全厚度计算
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作者 方林 龚晟 +1 位作者 王桂林 余浩 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期76-83,共8页
为了保障岩溶突水隧道施工和运营安全,基于弹性梁模型,应用突变理论建立岩溶突水顶板在动力扰动下失稳的双尖点突变模型;综合考虑围岩性质、静水压力、动力扰动等因素,分析岩溶突水隧道顶板的失稳机制和破坏条件,建立其失稳突变的判别方... 为了保障岩溶突水隧道施工和运营安全,基于弹性梁模型,应用突变理论建立岩溶突水顶板在动力扰动下失稳的双尖点突变模型;综合考虑围岩性质、静水压力、动力扰动等因素,分析岩溶突水隧道顶板的失稳机制和破坏条件,建立其失稳突变的判别方程,并采用Matlab软件编程,求解顶板的最小安全厚度;同时,为了避免当静水压力过大时,突变理论公式的不合理性,单独计算仅在静水压力的情况下的最小安全厚度,并取两者计算值中的更大值。结果表明:隔水岩体是否保持稳定是由岩体内外因素共同决定的;岩体跨度越长,岩体最小安全厚度越大;岩体弹性模量越大,岩体最小安全厚度越小。在振动频率一定时,爆破荷载越大,岩体最小安全厚度越大;在爆破荷载的大小一定时,爆破振动的频率越大,岩体最小安全厚度越小;静水压力越大,岩体最小安全厚度越大。该岩溶突水隧道顶板安全厚度计算方法具有可行性与较高的准确性。 展开更多
关键词 突变理论 隔水岩体失稳 安全厚度 动荷载 静水压力
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高渗压与循环加卸载环境下开挖卸荷岩体力学特性试验研究
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作者 陈兴周 白亚妮 +3 位作者 陈莉丽 马彬 王文瑞 龚盛 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期737-745,共9页
探究高渗压与循环加卸载环境下深部开挖卸荷岩体力学特性的演化规律,有助于揭示复合荷载作用下工程开挖卸荷围岩的变形破坏机理。从区分开挖扰动强度与渗压量级入手,以高渗压环境下遭受开挖扰动的卸荷岩体为对象,开展了考虑特定孔压与... 探究高渗压与循环加卸载环境下深部开挖卸荷岩体力学特性的演化规律,有助于揭示复合荷载作用下工程开挖卸荷围岩的变形破坏机理。从区分开挖扰动强度与渗压量级入手,以高渗压环境下遭受开挖扰动的卸荷岩体为对象,开展了考虑特定孔压与循环荷载复合作用条件下的三轴加卸载试验。结果表明:(1)卸荷量级直接影响循环加卸载过程岩样的变形规律及其破坏强度,孔隙水压促进了岩样循环加卸载过程的拉剪破坏;(2)孔压增幅加剧了同量级卸荷岩样循环加卸载过程的延性变形及强度衰减,且卸荷岩样的轴向、环向与体积变形曲线均在2MPa孔压时产生波动;(3)伴随孔压增加,岩样卸荷量级为30%时的环向变形呈先增加后减小的趋势,而岩样卸荷量级为60%时的环向变形呈现先减小后增加的规律;(4)伴随卸荷量级与孔压增加,岩样破坏时端部裂隙的倾角逐渐增大,沿岩样轴向产生的拉剪破裂面愈加凸显。 展开更多
关键词 深部岩体 开挖卸荷 高渗压 循环加卸载 力学特性
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基于离散-连续耦合的岩溶隧道防突岩体安全厚度预测
15
作者 晏启祥 刘琛尧 +3 位作者 孙润方 王绪 谢文清 陈耀 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期90-100,共11页
为有效预防岩溶隧道施工中的突涌水灾害,首先,调研近年来国内岩溶隧道突涌水典型案例,总结隧道突涌水形成机理及其影响因素;其次,建立离散-连续耦合模型并采用多元回归理论的方法,明确防突岩体破坏的判定准则,划分岩溶隧道防突岩体破坏... 为有效预防岩溶隧道施工中的突涌水灾害,首先,调研近年来国内岩溶隧道突涌水典型案例,总结隧道突涌水形成机理及其影响因素;其次,建立离散-连续耦合模型并采用多元回归理论的方法,明确防突岩体破坏的判定准则,划分岩溶隧道防突岩体破坏模式并提出裂缝发育规律;然后,基于对防突岩体最小安全厚度造成影响的各因素,针对溶洞位于隧道上方、下方及侧方3种情况分别建立防突岩体最小安全厚度预测计算式;最后,依托德庆隧道工程进行验证。结果表明:防突岩体破坏模式主要有弯折破坏、整体剪切破坏和复合破坏3种,可基于裂隙发展速度将其破坏过程分为初始阶段、快速发育阶段、平缓发育阶段3个阶段;各因素按影响显著程度由大到小依次为溶腔内水压、围岩黏结参数、溶腔跨度、溶腔高跨比和隧道埋深;计算得到德庆隧道3处施工段的防突岩体最小安全厚度分别为2.964,5.263和0.961 m,突涌水评估结果准确。防突岩体最小安全厚度预测计算式可用于预测并评估岩溶隧道突涌水风险。 展开更多
关键词 岩溶隧道 离散-连续耦合模型 防突岩体 破坏模式 安全厚度
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块裂隧道围岩等效岩体变形参数研究
16
作者 谭鑫 任亚坤 +3 位作者 刘飞香 唐崇茂 黄明华 尹心 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期152-159,共8页
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... 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。 展开更多
关键词 隧道工程 岩体变形参数 离散单元法 块裂岩体 围岩收敛
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基于岩体质量的井筒保安矿柱优化与应用
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作者 刘智权 李鹏程 +1 位作者 孙丽军 刘海林 《现代矿业》 CAS 2024年第4期84-87,共4页
为兼顾井筒稳定和减少资源的不必要浪费,在常规的岩层移动角井筒保安矿柱圈定法基础上,采用工程类比法,将Ⅱ级岩体质量围岩部分的井筒保安矿柱尺寸优化为80m,形成上部台体下部圆柱体的保安矿柱。同时对优化后的保安矿柱周边压覆资源采... 为兼顾井筒稳定和减少资源的不必要浪费,在常规的岩层移动角井筒保安矿柱圈定法基础上,采用工程类比法,将Ⅱ级岩体质量围岩部分的井筒保安矿柱尺寸优化为80m,形成上部台体下部圆柱体的保安矿柱。同时对优化后的保安矿柱周边压覆资源采取控制采场顶板暴露面积和分层充填的保护性开采措施。数值模拟结果表明:按优化后的保安矿柱范围开采周边矿体后,地表井架、卷扬机房及井筒内壁变形量均未超过最大允许变形值,说明优化方案具有可行性。 展开更多
关键词 岩体质量分级 保安矿柱 井筒 数值模拟
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基于BWO-RF模型的岩体质量评价方法
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作者 赵国彦 胡凯译 +2 位作者 李洋 刘雷磊 王猛 《黄金科学技术》 CSCD 北大核心 2024年第2期270-279,共10页
岩体质量分级是地下工程初期设计和施工的基础。为了更加高效准确地开展岩体质量评价,提出了一种基于白鲸优化(BWO)随机森林的岩体质量评价模型——BWO-RF模型,同时构建了麻雀搜索算法优化随机森林(SSA-RF)、粒子群优化随机森林(PSO-RF... 岩体质量分级是地下工程初期设计和施工的基础。为了更加高效准确地开展岩体质量评价,提出了一种基于白鲸优化(BWO)随机森林的岩体质量评价模型——BWO-RF模型,同时构建了麻雀搜索算法优化随机森林(SSA-RF)、粒子群优化随机森林(PSO-RF)和未优化随机森林(RF)的岩体质量评价模型进行对比。在模型构建前,建立了包含131组工程实例数据的数据库,运用该数据库最终完成了4种模型的训练和测试。基于模型测试结果,采用准确率、查准率、召回率、F1值和AUC值5个评价指标对模型进行对比优选。研究结果表明:BWO-RF模型各项评价指标均优于其余3种模型,具有更优的评价性能;经过工程实例验证,本研究所提出的BWO-RF模型预测准确率达90%,可为实际工程建设提供参考依据,具备实际工程应用价值。 展开更多
关键词 安全工程 岩体质量评价 岩体质量分级 白鲸优化 随机森林 交叉验证
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侧向约束下含拱玄武岩试样单轴压缩破坏行为研究
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作者 范祥 田晓龙 任贤达 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期472-480,共9页
玄武岩作为岩浆岩的一种,广泛存在于人类活动的工程地质环境中。为研究含拱玄武岩的力学特征,本次试验运用水刀切割技术制作具有不同高跨比的含拱玄武岩试样,随后在刚性伺服机上对其进行侧限条件下的单轴压缩试验。分析了不同高跨比试... 玄武岩作为岩浆岩的一种,广泛存在于人类活动的工程地质环境中。为研究含拱玄武岩的力学特征,本次试验运用水刀切割技术制作具有不同高跨比的含拱玄武岩试样,随后在刚性伺服机上对其进行侧限条件下的单轴压缩试验。分析了不同高跨比试样的峰值强度、破坏形态、裂隙类型和局部应变变化情况,以及拱的高跨比对含拱玄武岩试样裂纹扩展的影响。试验结果表明:随着拱高跨比的增加,试样峰值强度整体呈下降趋势,由于侧向约束的存在,试样峰值强度整体下降幅度较小,当拱的高度超过试样高度的1/2时,峰值强度降幅最大;拱的高跨比影响着裂纹的扩展方向,随着拱高跨比的增加,拱两侧破坏裂隙逐渐向中部靠拢,形成类倒漏斗形状,且试样中部的变形以微拉变形为主转变为以微压变形为主;试样的破坏过程总是由两侧的拱脚开始,逐渐出现岩屑剥落和裂纹起裂现象,随着加载的继续,拱脚处微裂纹逐渐向顶部扩展并贯通,导致试样最终完全破坏。 展开更多
关键词 含拱试样 单轴压缩 破坏形态 局部应变
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基于三维裂隙网络的岩体剪切特性尺寸效应分析
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作者 宋盛渊 黄迪 +3 位作者 隋佳轩 陶勇 马牧野 李豪杰 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期9-18,共10页
为研究复杂裂隙岩体剪切特性的尺寸效应,以西藏怒江松塔水电站PDC3平硐为例,在现场采集裂隙信息的基础上,基于颗粒流PFC3D软件通过统计学方法及蒙特卡洛原理生成三维裂隙网络,构建等效岩体,进行大尺度直剪模拟试验得到裂隙岩体的抗剪强... 为研究复杂裂隙岩体剪切特性的尺寸效应,以西藏怒江松塔水电站PDC3平硐为例,在现场采集裂隙信息的基础上,基于颗粒流PFC3D软件通过统计学方法及蒙特卡洛原理生成三维裂隙网络,构建等效岩体,进行大尺度直剪模拟试验得到裂隙岩体的抗剪强度、内摩擦系数及内聚力,分别研究其尺寸效应并确定不同参数下的REV尺寸,继而对相关参数和试样尺寸分别进行非线性回归拟合,探究其函数关系。结果表明:抗剪强度、内聚力及内摩擦系数随着试样尺寸的变化而趋于稳定,且不同参数得到的REV大小不同;综合分析不同参数的REV尺寸,得出研究区裂隙岩体的剪切特性REV尺寸为11 m×11 m×11 m;通过函数关系拟合,抗剪强度、内聚力和内摩擦系数与试样尺寸之间均存在指数函数关系。该成果为研究复杂裂隙岩体的力学REV以及合理确定力学参数提供了依据。 展开更多
关键词 复杂裂隙岩体 尺寸效应 三维裂隙网络 直剪模拟 剪切特性
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