爆堆自适应分层的块度空间分布测量方法研究

爆堆块度分布特征是评价爆破效果的重要指标,针对目前爆堆块度直接与间接法测量方法的不足,提出了一种爆堆自适应分层的块度空间分布测量方法,该方法使用GA-LSSVM模型来预测Weilbull函数的形状参数α、β,并设置多个预测点,生成三维爆堆形态预测曲线。同时对Kuz-Ram块度预测模型参数进行转换和融合,建立了爆堆分层距离预测模型,并将其导入Weilbull-GA-LSSVM爆堆形态预测模型,实现爆堆自动分层。通过现场应用,不断优化分层设计,探究爆堆最佳分层位置,达到爆堆自适应分层的效果。以广东省大排矿山为工程依托开展现场试验,结果表明:(1)Weibull-GA-LSSVM模型能够准确预测爆堆形态,其中爆堆最大前移距离预测结果的平均相对误差仅为5.6%,松散系数预测结果的相对误差多数在9%左右,表现出良好的稳定性。(2)爆堆自动分层模型能够在爆前合理地输出分层距离以及分层层数,保证了爆后现场爆堆的铲装效率。(3)推导出爆堆最佳分层位置距离公式,实现了爆堆自适应分层,爆堆块度分布测量精度明显提高,更接近于爆堆整体块度分布。

基于图像处理的爆堆块度分布自动测试系统

建立了爆堆块度分布的二维计算模型,运用单图片摄影测量和计算机图像处理技术开发了实用可靠、安全经济、简便高效的自动测试系统,实现了原始爆堆图像获取、图像基本处理、融合岩块切割、岩块几何尺寸计算和分级曲线测定等过程的计算机处理,具有较好的适用性。测试结果表明,系统具有较高的测试精度,能够满足实际应用要求,是一种具有很好发展前景的测试方法。

露天矿配矿优化方法研究

针对露天矿山规划与矿石质量管理的配矿需求,在爆堆品位分布预测的基础上,利用0-1整数规划模型,研究了露天矿配矿的优化方法,进而将其嵌入到DIMINE软件中,并以某水泥灰岩矿配矿设计为例,验证该技术的性能。结果表明,该露天矿配矿优化方法应用简单、配矿效率高、效果好,可有效提高企业的经济效益,对于指导矿山企业的有效生产与决策具有重要的意义。

深基坑支护桩布里渊光时域分布式监测方法研究

支护桩是深基坑支护结构中的关键组成部分,其支护效果直接影响到深基坑的稳定性,因此对支护桩应力应变状态的监测十分重要。该文选择了一种能够单端测量的分布式光纤感测技术—布里渊光时域反射计(简称BOTDR),将其应用于深基坑支护桩的变形监测,介绍了这一技术的基本原理、需解决的关键问题及实施技术路线,并结合南京某深基坑工程,验证了这一技术方法的监测效果。结果表明,基于BOTDR的监测方法可以对深基坑支护桩进行全分布式监测,方法可行,结果准确,为深基坑支护桩监测提供了一种新的技术手段。

深基坑开挖对邻近地埋管线影响分析

为建立深基坑开挖对邻近地埋管线影响的评估方法,采用FLAC3D分析基坑开挖对邻近不同管径管线的影响。计算结果表明,管径大小对管、土相互作用影响很大;当管径约小于400mm时,管线基本与土体具有相同的位移;管径大于400mm时,应考虑管–土相互作用;此外,管线最大曲率、转角、最大应力和弯矩均发生在基坑端角部20%开挖长度的范围内。在数值分析的基础上,给出小管径管线变形受力计算的简化分析方法。

爆堆块度分布的自动与分形测试系统的应用

露天矿爆堆矿岩块度分布是评价爆破效果最重要的指标,但其分布参数非常难以获得。如何准确地的获得爆堆各级岩块的组成是国内外众多采矿界学者研究的重要课题之一。采用摄影测量的方法去获得求算爆堆块度分布分形模型中分维数的基础数据,即解决了摄影测量分析系统的“小块漏失”现象,又为分形测试系统的推广应用奠定了基础。本文重点介绍了自动测试系统和分形测试系统在阜新矿务局海州煤矿的应用与分析。

钻孔咬合灌注桩按刚度分配的计算方法

钻孔咬合灌注桩作为一种新的基坑围护结构 ,克服了传统桩在基坑围护结构中防水性能差的缺点 ,在地铁车站基坑围护中得到采用。对该围护结构灌注桩承受的弯矩提出按刚度分配的计算方法 ,通过几次迭代计算后 。

深基坑PCMW工法开挖过程离散元数值模拟分析

深基坑稳定性问题是重要的工程问题,其中,有效支护结构是保证基坑工程顺利实施的基础。本文引入离散元法,提出了基坑及支护结构建模和数值模拟方法。采用紧密堆积离散单元构建模型初始地层,引入了离散单元团簇模型来构建表面较为光滑的管桩。以南京某深基坑工程为例,采用三维离散元模拟软件MatDEM^(3D)构建几何模型,并根据土体的力学性质设定相应单元的力学参数。数值模拟中,通过预平衡操作实现土层的压实,进而模拟了基坑开挖过程中土体和管桩的变形。将数值模拟结果与实测监测数据进行了对比分析,评价了基坑支护结构的有效性。这种基坑离散元数值模拟方法在基坑开挖过程的稳定性预判和支护结构的有效性评价上具有潜在的应用前景。

非等长双排桩的受力性状研究

为对双排桩支护结构设计参数进行优化设计,以成都某基坑工程为背景,对双排桩的受力性状进行研究,结合有限元分析软件对原基坑模型进行实体建模,并利用监测对比验证原模型的可行性。此后,对双排桩支护结构的受力性状包括双排桩的排距、后排桩桩距、桩身刚度、土体性质和前后桩长不等的情况进行建模对比分析,提出非等长双排桩的设计思路,研究其最优设计参数。结果显示:前后桩长不等的情况下,后排桩的桩长变化比前排桩更能影响支护结构的位移和内力,且随着后排桩桩长的增加,对支护结构的影响逐渐较小;此时的后排桩长度为最优长度,能体现出该支护设计的经济性。结合监测数据验证了方案的合理性,为非等长双排桩支护结构在基坑中的应用提供工程经验,并为进一步的优化设计提供理论支持。对比研究发现:非等长双排桩支护结构能较好的控制基坑变形,且在同等条件下,非等长双排桩支护结构不仅节省大量工程材料,减少工程造价,并且缩短了施工时间,具有明显的工程应用价值。

深基坑桩撑支护体系下桩后土压力监测及分布模式探讨

采用“注浆带法”土压力监测装置对某深基坑桩撑支护体系下的桩后土压力进行监测,分析研究了土压力随深度及开挖过程的发展规律,并与土压力理论计算值进行了对比;同时基于监测结果,提出了三段式土压力分布模式。结果表明,实测的静止土压力沿深度方向近似呈线性分布,且监测值均未超过理论计算值;随着基坑开挖,桩后不同埋深位置土压力均不断减小,但沿深度方向整体呈现出三段式分布规律且基本保持不变,各埋深范围土压力与朗肯主动土压力的相对大小因基坑开挖深度不同而不同;所提出的三段式土压力分布模式计算值与监测均值吻合较好,该分布模式可预测基坑不同开挖深度下土压力的大小与分布情况,为桩撑支护等柔性支护体系的设计提供参考。

王快水库堆石爆破块度分布预报系统研究

王快水库堆石填筑工程堆石采用溢洪道开挖石料,溢洪道爆破开挖工程应用Kuz-Ram模型,并利用生产性爆破试验修正Kuz-Ram模型,建立了堆石爆破块度分布预报系统。此系统能经济、合理地制定爆破方案,确定爆破参数,控制堆石的块度,及时预报爆破块度分布情况,在王快水库工程25次大型爆破中取得了很好的应用效果。

基于回归分析理论的爆破块度预测模型研究

介绍了建立矿岩爆破块度分布预测模型的方法,结合某露天矿实际,在现场小台阶模拟试验的基础上,应用回归分析和显著性检验等数理统计理论,研究建立了矿岩爆破块度分布与岩体特征、炸药类型、爆破参数的7种变量因子预测模型;同时,通过对所建模型的分析研究,得到了大块率、平均块度、p80和k50等爆破单一指标的计算式。经生产爆破的检验,所建模型与实际吻合较好。因此,它对于矿山的爆破块度分布预测和爆破参量优化有一定的参考价值。

不同参数对于深基坑双排桩支护结构的变形影响研究

随着人们对空间需求的日益增大,地下空间的开发显得越来越重要,同时各种深大基坑也应运而生,而基坑作为空间结构体系,在开挖过程中存在空间效应的影响,许多学者研究发现,通过合理考虑基坑的空间特性可以使支护形式更加合理,针对阴阳角型双排桩支护结构,桩长、排距、桩径等因素对其空间效应影响显著,本文就双排桩支护结构的桩长、排距和桩径等参数,以及回弹指数进行了参数分析,根据青岛地铁项目,结合试验探讨了各因素对阴角及阳角型基坑不同位置处支护桩体变形,以及坑底回弹变形分布的影响。旨在通过基坑空间效应的研究以及不同参数对于双排桩支护结构变形影响的研究,为施工现场选择更加合理的支护结构,最大程度地减小坑壁侧移变形。

深基坑开挖对下卧近距地铁盾构隧道的影响分析与保护技术研究

富水圆砾地层中,上覆结构深基坑开挖(基底距洞顶1.34 m)可引起下卧既有盾构隧道顶部地基回弹、应力释放、隧道隆起、管片开裂漏水等重大工程风险。针对此问题,首先,计算出基坑底及隧底地基回弹量,通过隧道内加载反压使隧底地基产生沉降与基坑开挖后隧底地基回弹相抵消,从而计算出隧道内每延米加载质量。然后,利用MIDAS GTS有限元软件建立三维数值分析模型设计了3种工况,发现工况1不采取措施、工况2采取板凳桩基时,隧底最大隆起16.8、12.5 mm与理论计算14.95 mm接近;工况3采取板凳桩基+隧道内压载措施时,隧底平均隆起4.7 mm与计算压载后的结构差异变形量3 mm接近。按工况3实施后隧道竖向位移拱顶8.46 mm、隧底3.16 mm,完成“板凳桩”后隧道拱顶隆起7.64 mm、拱底2.56 mm,结构差异沉降最大2.96 mm,满足规范要求。得出结论:1)隧道内压载对控制其隆起效果最佳;2)基坑卸载隧道顶部基本临空后隧道受“内部压载、两侧挤压”整体呈“竖椭圆”趋势;3)板凳桩基隔离效果不明显,但形成“板凳桩”后整体骑跨在盾构隧道上方彻底解决了上覆结构施工期及后期高铁运营动载对地铁隧道可能造成的重大影响。

露天煤矿爆破块度特征分析

露天煤矿爆破块度分布是资源开采效率的重要影响因素。为明确爆破作用下煤岩块度分布特征,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统进行冲击载荷作用下试样破坏试验,运用直接筛分法分析试样破坏块度分布、分维特征,以哈尔乌素露天煤矿煤层爆破为工程实例,通过图像识别方法获取爆破后块度分布信息,分析其块度分布、分维特征。通过室内试验及生产现场数据分析。结果表明:随着冲击荷载的增加,试样平均粒径逐渐减小,平均粒径变化速率逐渐变小;距炮孔越近的区域煤层破坏愈加严重,且爆破块度越小。

多排孔大区块爆破压渣厚度对电铲铲装效率的影响研究

为探索压渣厚度对电铲铲装效率的影响,我们在炮孔直径为251 mm,台阶高度为7.5 m的生产区块爆破中设计了厚度分别为8 m、10 m、12 m和15 m的压渣。通过对爆后电铲铲装效率的统计,同时分析爆破块度分布及爆堆高度,确定了最佳的压渣爆破厚度。试验结果显示:当压渣厚度为10 m时,不同开挖纵深处,其块度分布均为最佳,尤其是400~600 mm的块度区间比例最高;爆堆隆起高度达到12.6 m,在所有测试中最接近电铲的最佳铲装高度,此时电铲铲装效率最高;区块排数对压渣爆破效果有很大影响,最佳的炮孔排数为10排,超过10排后,爆破效果不佳,电铲铲运效率降低,在进行多排孔大区块压渣爆破时,10排之后的爆破参数需要调整;采用压渣爆破后,有效作业时间增加了1 h,矿石贫化率降低了3%,在湖山铀矿全寿期内累计可以累计创造4.5亿美元的经济效益。该项研究首次将压渣爆破技术推广至多排孔大区块(20~30排)爆破中,这既符合大型矿山生产的客观需求,也是设备大型化后的必然趋势。可以使得湖山矿爆破更为精细化的同时,也可以为国内外类似的矿山爆破提供重要的现场数据。

深基坑工程中的长短双排桩加锚索组合支护结构

为保证湿陷性地质条件下基坑支护和降水的安全,介绍了一种长短双排桩再加一道旋喷桩锚索的设计、施工实例的应用。阐述了长短双排桩加锚索设计理论的计算模式及支护体系的施工、监测、降水工艺。项目应用结果表明,该支护体系结合了双排桩与锚索各自的受力特点与优点,达到了预期受力变形的使用效果,为复杂条件下深基坑的支护提供了成功案例。

成都砂卵石地层桩锚支护侧土压力实测分析

为了得出砂卵石地层条件下实际作用于支护结构上的土压力分布模式,基于成都典型砂卵石地质条件的现场监测数据,对深基坑开挖过程中实测土压力进行分析研究。结果表明:砂卵石地层条件下实测土压力呈类波状的非线性分布;桩顶下约3 m范围内实测土压力位于朗肯主动土压力与静止土压力之间;距桩顶约3 m以下的实测土压力远小于朗肯主动土压力;水平位移对圈梁和基底处的土压力的影响很小,并分析了出现这种情况的合理性,对类似深基坑支护体系的设计具有重要的参考价值。