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基于GDEM的隐伏岩溶隧道隔水岩体水压致裂安全厚度及破裂演化规律分析 认领
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作者 李涛 张丽 +2 位作者 蒋庆 冯春 赵然 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2021年第1期67-76,共10页
为分析隐伏岩溶水压致裂对隔水岩体安全厚度和破裂演化规律的影响,采用基于连续-非连续数值计算方法的高性能软件GDEM-DAS开展三维数值模拟研究,通过分析掌子面的位移演化规律获得不同水压下隔水岩体的安全厚度,同时引入无量纲指标破裂... 为分析隐伏岩溶水压致裂对隔水岩体安全厚度和破裂演化规律的影响,采用基于连续-非连续数值计算方法的高性能软件GDEM-DAS开展三维数值模拟研究,通过分析掌子面的位移演化规律获得不同水压下隔水岩体的安全厚度,同时引入无量纲指标破裂度来定量化描述隔水岩体随开挖进程的破裂演化规律。通过计算,获得水压分别为1、2、3 MPa时掌子面监测点的位移和研究区域破裂度的变化曲线。计算结果表明:1)不同水压下隔水岩体的安全厚度均为7 m;2)掌子面位移和破裂度均存在突变点,且破裂度突变点早于6 m,说明岩体内部损伤到灾变状态时才会引起位移突变;3)在同一计算工况下,不同溶洞水压下的位移和破裂度突变点具有一致性,说明水压非影响隔水岩体稳定性的首要因素。 展开更多
关键词 岩溶隧道 隔水岩体 破裂度 安全厚度 GDEM 数值分析
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硬质黏土层顶板的铝土矿采空区护顶层安全厚度 认领 被引量:1
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作者 姜立春 杨超 《中南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期445-452,共8页
为了实现沉积型地下铝土矿安全开采,在构建护顶层力学模型的基础上,建立力学性质劣化的护顶层安全厚度的计算公式,分析不同跨度比、暴露面积及软化系数条件下护顶层安全厚度的变化趋势。研究结果表明:矿体护顶层结构参数影响安全厚度,... 为了实现沉积型地下铝土矿安全开采,在构建护顶层力学模型的基础上,建立力学性质劣化的护顶层安全厚度的计算公式,分析不同跨度比、暴露面积及软化系数条件下护顶层安全厚度的变化趋势。研究结果表明:矿体护顶层结构参数影响安全厚度,安全厚度hs与跨度比呈负相关;随着跨度比增大,安全厚度降低;安全厚度hs与暴露面积呈正相关,随着暴露面积增大,安全厚度增长速率变缓;护顶层软化程度越高,护顶层的安全厚度hs增长越快。工程实例计算结果表明本文公式是合理可靠的。 展开更多
关键词 铝土矿采空区 硬质黏土矿 护顶层 安全厚度 软化系数
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油气田瓦斯隧道开挖掌子面围岩安全厚度研究 认领 被引量:2
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作者 姚海波 杜宇 +1 位作者 张文选 高峰 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期168-174,共7页
为降低油气田区隧道施工风险,以龙泉山隧道为依托,采用数值模拟方法对隧道开挖掌子面前方围岩安全厚度进行分析,并结合现场监测数据对所得结论进行验证。研究结果表明:隧道施工使隧址区围岩应力重分布,且应力变化与围岩距掌子面距离L有... 为降低油气田区隧道施工风险,以龙泉山隧道为依托,采用数值模拟方法对隧道开挖掌子面前方围岩安全厚度进行分析,并结合现场监测数据对所得结论进行验证。研究结果表明:隧道施工使隧址区围岩应力重分布,且应力变化与围岩距掌子面距离L有关,当L≤0.75 D(D为隧道净高)时,围岩处于应力释放区;当0.75D<L<1.5D时,围岩处于应力集中区;当L≥1.5 D时,围岩处于原岩状态,未受施工影响。围岩内流体压力场受施工影响,当L<2 D时,围岩瓦斯压力增加;当L≥2 D时,围岩内压力场未受施工影响。结合现场监测数据及模拟结果,确定油气田区瓦斯隧道施工围岩安全厚度为2 D。 展开更多
关键词 隧道 数值模拟 安全厚度 应力场 位移场 塑性区
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统一强度理论下掌子面防突安全厚度理论研究 认领
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作者 吴祖松 李松 +1 位作者 涂义亮 王元清 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2020年第6期1705-1710,1721,共7页
为防止溶腔岩溶水压裂掌子面临空断面而造成隧道突水突泥,在掌子面临空断面前方预留一定厚度围岩是处理高压溶腔的常见技术手段,而防突安全厚度则成为释能降压法等处治技术中的重要技术参数。本文基于统一强度理论结合弹性薄板弯曲推导... 为防止溶腔岩溶水压裂掌子面临空断面而造成隧道突水突泥,在掌子面临空断面前方预留一定厚度围岩是处理高压溶腔的常见技术手段,而防突安全厚度则成为释能降压法等处治技术中的重要技术参数。本文基于统一强度理论结合弹性薄板弯曲推导出防突岩盘在简支和固支条件下的安全厚度解析解,并推导了防突岩盘在厚度一定时作用于防突岩盘后的溶腔压力。依托海口南渡江引水隧道进行工程应用,公式及计算结果表明,掌子面防突安全厚度与溶腔压力、岩体泊松比、掌子面半径、粘聚力有关。此成果为规避富水隧道高压溶腔突水突泥水害发生及富水隧道高压溶腔防突安全厚度设计、施工方面提供理论依据,避免突水突泥带来重大经济损失。 展开更多
关键词 统一强度理论 安全厚度 溶腔压力 薄板弯曲 突水突泥
安太堡露天矿过采空区的探测与治理措施 认领
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作者 薛万海 孟庆军 罗世新 《露天采矿技术》 CAS 2020年第3期77-79,83,共4页
安太堡露天矿采区内地方小煤窑遗留下的采空区给安全生产带来了极大的威胁,结合矿山多年来的治理经验,分析了地下采空区对露采生产的危害及其表现形式,并针对如何探测消除地下采空区对露采生产危害提出了有效技术措施和方法,以确保在采... 安太堡露天矿采区内地方小煤窑遗留下的采空区给安全生产带来了极大的威胁,结合矿山多年来的治理经验,分析了地下采空区对露采生产的危害及其表现形式,并针对如何探测消除地下采空区对露采生产危害提出了有效技术措施和方法,以确保在采空区作业的人员和设备安全。 展开更多
关键词 采空区 火区 安全厚度 探测 治理
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考虑溶洞空间形态的岩溶桩基稳定性分析方法 认领 被引量:6
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作者 张永杰 邓俊强 +2 位作者 杨兴山 赵明华 王桂尧 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期37-45,共9页
岩溶桩基的应用随岩溶地区交通工程建设的快速发展而越来越普遍,如何评价桩端岩溶顶板稳定性成为岩溶桩基设计的关键问题之一,针对目前桩端岩溶顶板稳定性分析平面假设的不完善性,考虑溶蚀作用形成的溶洞所具有的空间形态特征进行岩溶... 岩溶桩基的应用随岩溶地区交通工程建设的快速发展而越来越普遍,如何评价桩端岩溶顶板稳定性成为岩溶桩基设计的关键问题之一,针对目前桩端岩溶顶板稳定性分析平面假设的不完善性,考虑溶蚀作用形成的溶洞所具有的空间形态特征进行岩溶桩基稳定性分析。首先,将基桩作用下的岩溶顶板分别简化为固支梁、抛物线拱、圆拱与固支双向板等承载模型,采用结构力学与双向板分析理论建立不同模型的桩端岩溶顶板抗弯最小安全厚度计算方法;其次,通过计算结果对比分析,揭示岩溶顶板最小安全厚度随矢高的变化规律;在分析岩溶顶板冲切破坏与剪切破坏形式的基础上,探讨桩端岩溶顶板破坏模式的控制因素及其影响规律,进而获得桩端荷载、石灰岩抗拉强度、溶洞跨度与矢高等因素对桩端岩溶顶板承载特性的影响规律;然后,基于溶洞钻孔探测所得地质勘查信息构建岩溶桩基稳定性分析流程,提出考虑溶洞空间形态特征的岩溶桩基稳定性分析方法;最后,通过工程案例具体分析桩端岩溶顶板最小安全厚度及其破坏模式随矢高的变化规律。研究结果表明:桩端岩溶顶板破坏模式不仅与溶洞跨度、桩径有关,而且与溶洞形态及其矢高也密切相关,此外,石灰岩抗拉强度对岩溶顶板稳定性的影响同样较大,详细全面的工程勘察资料能使桩端岩溶顶板稳定性分析结果更接近实际情况。 展开更多
关键词 道路工程 岩溶桩基 空间形态 安全厚度 破坏模式
考虑溶洞空间形态的路基岩溶顶板稳定性分析方法 认领 被引量:2
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作者 赵明华 袁腾方 +1 位作者 张永杰 杨兴山 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期109-117,共9页
岩溶路基随岩溶地区交通工程建设的快速发展而越来越普遍,如何评价岩溶路基稳定性成为岩溶区路基设计与施工的关键问题之一。针对目前路基岩溶顶板稳定性分析的不完善性,考虑溶洞形成过程中岩溶顶板所具有的空间形态特征,首先,将路基下... 岩溶路基随岩溶地区交通工程建设的快速发展而越来越普遍,如何评价岩溶路基稳定性成为岩溶区路基设计与施工的关键问题之一。针对目前路基岩溶顶板稳定性分析的不完善性,考虑溶洞形成过程中岩溶顶板所具有的空间形态特征,首先,将路基下伏岩溶顶板简化为固支梁、抛物线拱、圆拱与固支双向板等承载模型,以此进行路基岩溶顶板稳定性分析,并采用结构力学分析理论分别建立不同模型的路基岩溶顶板抗弯最小安全厚度计算方法;其次,通过典型案例的影响因素敏感性分析,揭示岩溶顶板最小安全厚度随溶洞顶板矢高、跨度、岩石抗拉强度与上覆荷载的变化规律,探讨路基岩溶顶板破坏模式的控制性因素及其影响规律,确定岩溶路基稳定性分析的基本原则;然后,基于岩溶地区地质勘察信息提出路基岩溶顶板稳定性分析过程,建立考虑溶洞空间形态特征的路基岩溶顶板稳定性分析方法;最后,通过工程实例计算分析验证所提方法确定的路基岩溶顶板稳定性评价结果的合理性与有效性。研究结果表明:岩溶顶板按何种模式破坏不仅与破坏形式有关,还与溶洞形态及其矢高密切相关,石灰岩抗拉强度同样影响较大,工程设计与稳定性评价时应基于勘测数据分析各种破坏模式,以便使设计或评价结果更接近实际情况。 展开更多
关键词 道路工程 岩溶路基 空间形态 拱模型 破坏模式 安全厚度
隐伏溶洞与隧道间安全厚度评估的属性识别模型 认领 被引量:1
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作者 黄鑫 李术才 +5 位作者 许振浩 郭明 施雪松 高斌 张波 刘浪 《中南大学学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第4期955-969,共15页
基于属性数学理论建立了隐伏溶洞与隧道岩层间安全厚度风险评估的属性识别模型,用于开展隐伏溶洞与隧道岩层间安全厚度危险性分级,确保隧道工程施工安全。首先,采用摄动法确定溶洞与隧道岩层安全厚度的评估指标与危险性分级标准,然后,... 基于属性数学理论建立了隐伏溶洞与隧道岩层间安全厚度风险评估的属性识别模型,用于开展隐伏溶洞与隧道岩层间安全厚度危险性分级,确保隧道工程施工安全。首先,采用摄动法确定溶洞与隧道岩层安全厚度的评估指标与危险性分级标准,然后,通过构造属性测度函数以计算单指标属性测度和样本综合属性测度,最后,应用置信度准则对隧道样本与溶洞间安全厚度进行属性识别。开展两个工程实例应用研究。结果表明,评价结果与现场揭示结果有较好的一致性,为隧道溶洞治理方案的实施提供了正确的指导。 展开更多
关键词 隐伏溶洞 岩溶隧道 安全厚度 属性识别
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多因素耦合下的采空区上覆岩层安全厚度分析 认领
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作者 罗科 李胤达 王振 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2019年第12期223-226,共4页
为了研究露天矿多因素耦合下的采空区上覆岩层安全厚度变化规律,针对河曲露天矿已探明采空区进行了顶板安全厚度分析;建立采空区及周边岩体的数值模型,分析不同跨度的采空区在震动载荷因素和双采空区叠加影响下顶板沉降位移变化规律。... 为了研究露天矿多因素耦合下的采空区上覆岩层安全厚度变化规律,针对河曲露天矿已探明采空区进行了顶板安全厚度分析;建立采空区及周边岩体的数值模型,分析不同跨度的采空区在震动载荷因素和双采空区叠加影响下顶板沉降位移变化规律。结果表明:采空区上覆岩层安全厚度随采空区跨度的增加而增大,且采空区跨度达到60 m时,上部岩层发生严重破坏;考虑震动荷载时,随着采空区跨度的增大,震动荷载的影响越为明显;双采空区产生叠加影响的采空区间距范围为40 m以内。综合采空区上覆岩层安全厚度的理论分析与数值模拟结果,给出河曲露天矿开采范围内的采空区处置方案。 展开更多
关键词 露天矿采空区 安全厚度 数值模拟 震动载荷 双采空区
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富水断层带隧洞施工防突安全厚度研究 认领 被引量:1
10
作者 王元清 吴立 +3 位作者 谢云发 周蔚文 吴义 郝勇 《施工技术》 CAS 2018年第19期22-28,共7页
针对隧洞穿越富水断层时防突安全厚度如何有效确定的问题,以龙津溪引水隧洞为工程背景建立数值模型,考虑断层倾角、断层宽度、水压、隧洞直径、围岩等级5个因素对掌子面安全厚度的影响,设置5因子5水平的正交数值模拟试验,对25种工况进... 针对隧洞穿越富水断层时防突安全厚度如何有效确定的问题,以龙津溪引水隧洞为工程背景建立数值模型,考虑断层倾角、断层宽度、水压、隧洞直径、围岩等级5个因素对掌子面安全厚度的影响,设置5因子5水平的正交数值模拟试验,对25种工况进行了模拟计算。以塑性区贯通作为破坏判据,得到了各影响因子对安全厚度的变化规律,研究表明断层倾角对安全厚度影响最大。 展开更多
关键词 隧洞 断层 突涌 安全厚度 正交数值模拟 试验
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基于充填体拱效应的水平矿柱安全厚度研究 认领 被引量:2
11
作者 姜立春 陈鹏 《金属矿山》 CAS 北大核心 2018年第6期46-50,共5页
充填体下矿体开采时,考虑充填体拱效应,有利于提高矿山资源回采率。利用BELAEM模型计算拱效应下充填体垂直应力,构建弹性梁力学模型并结合极限抗拉强度准则推导出水平矿柱预留安全厚度表达式。以某金属矿山3个不同采空区跨度为例,计算... 充填体下矿体开采时,考虑充填体拱效应,有利于提高矿山资源回采率。利用BELAEM模型计算拱效应下充填体垂直应力,构建弹性梁力学模型并结合极限抗拉强度准则推导出水平矿柱预留安全厚度表达式。以某金属矿山3个不同采空区跨度为例,计算水平矿柱安全厚度。利用FLAC3D建立数值模型对矿体进行开挖模拟,通过对水平矿柱最大主应力及最大位移分析,验证了水平矿柱预留厚度满足安全生产需求。现场工程150 d监测结果表明,监测点附近位移变化最大值低于极限位移,水平矿柱趋于稳定。 展开更多
关键词 采空区 拱效应 水平矿柱 安全厚度
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基于剪切破坏的深长隧道掌子面隔水岩层安全厚度的研究 认领 被引量:2
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作者 夏沅谱 董鑫 +2 位作者 熊自明 卢浩 柯夏瑶 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期57-66,共10页
突水是复杂地质区域隧道修建时常见的地质灾害。掌子面前方隔水岩层是阻止突水发生的重要安全屏障。本文主要对隧道前方隔水层临界安全厚度的确定方法进行研究。首先基于Mohr-Coulomb破坏准则构建了隔水岩层剪切破坏力学分析模型并得到... 突水是复杂地质区域隧道修建时常见的地质灾害。掌子面前方隔水岩层是阻止突水发生的重要安全屏障。本文主要对隧道前方隔水层临界安全厚度的确定方法进行研究。首先基于Mohr-Coulomb破坏准则构建了隔水岩层剪切破坏力学分析模型并得到相应的隔水岩层安全厚度的计算公式;其次,对于深埋隧道,构造应力场对水平应力影响更明显,通过理论分析以及安全性角度分析,发现利用竖向应力计算法向应力更合理;然后,考虑隧道开挖对初始地应力的影响,对上述模型做了进一步的改进;最后,结合跃龙门隧道工程突水灾害的特点,利用区间非概率可靠性以及概率分析两种方法对隔水岩层厚度进行分析,并与现场实测结果进行对比验证。工程案例应用结果表明本文所提出的计算模型是有效的。本文的研究成果既是对现有的临界隔水岩层厚度的知识体系进行补充和完善,也可为后续的风险评估、风险对策的制定提供辅助信息。 展开更多
关键词 深长隧道 隔水岩层 安全厚度 剪切破坏
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基于尖点突变理论的岩溶区嵌岩桩溶洞顶板安全厚度研究 认领 被引量:5
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作者 梁冠亭 肖开乾 +1 位作者 郑宏伟 夏文辉 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期67-72,共6页
根据岩溶区嵌岩桩的工程特点,对现有的梁板结构进行优化,将岩溶区嵌岩桩与溶洞的结构系统简化为顶板两端受滑动支座约束,且水平向作用地应力的平直梁模型;基于尖点突变理论导出了能量势函数和分叉集方程,建立了岩溶区嵌岩桩尖点突变模... 根据岩溶区嵌岩桩的工程特点,对现有的梁板结构进行优化,将岩溶区嵌岩桩与溶洞的结构系统简化为顶板两端受滑动支座约束,且水平向作用地应力的平直梁模型;基于尖点突变理论导出了能量势函数和分叉集方程,建立了岩溶区嵌岩桩尖点突变模型平衡曲面;根据当前岩体水平地应力的研究现状,结合岩溶区嵌岩桩溶洞顶板突变失稳的必要条件和充分条件,推导得到岩溶区嵌岩桩溶洞顶板最小安全厚度的计算公式;通过工程算例对本文方法进行验算,并与现有梁板理论进行对比,结果表明该理论方法合理可行,可为岩溶区嵌岩桩设计提供一定的参考。 展开更多
关键词 道路工程 岩溶 嵌岩桩 突变理论 安全厚度
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穿越破碎带隧道掌子面力学模型及最小安全厚度研究 认领 被引量:1
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作者 张骞 白松松 +3 位作者 高昱 杜彦良 赵维刚 梁冠亭 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期141-149,219共10页
隧道穿越断层破碎带的稳定性及安全防护问题是目前隧道建设的难点。针对隧道掌子面前方存在破碎带松散岩土体的典型工况,基于隧道围岩以及掌子面的力学特性,采用理论计算、数值模拟、工程实践相结合的手段,提出了掌子面稳定岩体的最小... 隧道穿越断层破碎带的稳定性及安全防护问题是目前隧道建设的难点。针对隧道掌子面前方存在破碎带松散岩土体的典型工况,基于隧道围岩以及掌子面的力学特性,采用理论计算、数值模拟、工程实践相结合的手段,提出了掌子面稳定岩体的最小安全厚度计算方法,并对隧道掌子面前方破碎带的预加固及处治方案进行了探讨。首先,建立了破碎带-岩板力学模型,将掌子面的岩体等效为受荷载作用的岩板,对受破碎带压力的岩板最小安全厚度展开计算分析,得到了岩板厚度与岩层倾角、破碎带有效高度的关系表达式,并对帷幕注浆处理参数进行了优化;随后基于理论计算结果,与某隧道穿越破碎带施工中因未控制掌子面岩体厚度而导致隧道失稳的典型案例展开对比分析;最后结合Comsol Multiphysics软件开展数值仿真模拟,分析了不同岩层倾角、隧道埋深、注浆预处理参数等因素对掌子面岩板最小安全厚度的影响。结果表明:理论计算、工程实际与数值模拟结果具有较好的一致性;正常施工时掌子面最小安全岩板厚度随破碎带有效高度的增大而增大,随岩层倾角增大而减小,故应在达到安全厚度之前对破碎带进行预支护;在选用帷幕注浆方法对破碎带进行预处理时,最小安全岩板厚度随着岩层倾角的增大而减小,此时在注浆过程中需要保留较大的安全厚度,同时控制注浆压力。 展开更多
关键词 隧道工程 层状岩体 力学模型 破碎带 掌子面稳定性 安全厚度
径向剪应力准则下的围岩安全厚度与风险评估 认领
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作者 吴祖松 刘琦 李金燕 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第S1期480-485,共6页
富水区隧道围岩裂隙发育,且为多为非闭合状态,其对围岩稳定影响严重,若将其视作闭合状态分析与工程实际情况存在一定的差距。基于适合岩石非闭合裂隙情况的径向剪应力准则,结合断裂力学基础理论,推导出基于径向剪应力准则下的的临界水... 富水区隧道围岩裂隙发育,且为多为非闭合状态,其对围岩稳定影响严重,若将其视作闭合状态分析与工程实际情况存在一定的差距。基于适合岩石非闭合裂隙情况的径向剪应力准则,结合断裂力学基础理论,推导出基于径向剪应力准则下的的临界水压计算公式,并由此得出隧洞安全厚度计算公式;结合圆梁山隧道工程实际情况,对本文所提出的安全厚度公式进行了有效的验证;根据不同裂纹角度下的剪应力适用准则,建立了新的风险评估流程,同时参考以溶腔水压为条件建立的风险等级,提出了不同风险等级下应保持的安全厚度,为隧道施工措施的选取提供理论依据。 展开更多
关键词 径向剪应力准则 裂纹角度 临界水压 安全厚度 风险等级
陡倾双塌陷坑下高阶段采场结构参数优化 认领 被引量:1
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作者 王志修 曹辉 +1 位作者 于世波 秦秀山 《中国矿业》 北大核心 2018年第B06期239-244,共6页
为了保证矿山安全高效开采,基于乌兰多金属矿开采技术条件,结合高阶段采场上部陡倾双塌陷坑现状,在一定顶柱安全厚度条件下,对945m中段采场结构参数进行综合优化分析。运用FLAC^3D三维数值模拟软件,利用长宽比梁板法和比例跨度法原理计... 为了保证矿山安全高效开采,基于乌兰多金属矿开采技术条件,结合高阶段采场上部陡倾双塌陷坑现状,在一定顶柱安全厚度条件下,对945m中段采场结构参数进行综合优化分析。运用FLAC^3D三维数值模拟软件,利用长宽比梁板法和比例跨度法原理计算得出,在945m中段开采区域顶板安全厚度为15m的条件下,对三种不同采场结构参数的矿房与矿柱进行开采和充填,并对开挖后的采场进行应力、变形及塑性区的综合对比分析,通过分析结果表明,在顶板安全厚度为15m情况下,合理的矿房和矿柱尺寸均为15m。 展开更多
关键词 塌陷坑 高阶段采场 安全厚度 数值模拟 参数优化
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考虑嵌岩段侧摩阻力的溶洞顶板稳定性研究 认领
17
作者 赵明华 吴文 陈言章 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期73-79,共7页
为进一步完善岩溶区桩基荷载作用下的溶洞顶板稳定性评价方法,根据嵌岩桩荷载传递机理及溶洞顶板承载特点,建立了考虑嵌岩段侧摩阻力及溶洞顸板自重的简化计算模型。从抗冲切、抗剪切和抗弯拉3方面对溶洞顶板稳定性进行了分析。假定... 为进一步完善岩溶区桩基荷载作用下的溶洞顶板稳定性评价方法,根据嵌岩桩荷载传递机理及溶洞顶板承载特点,建立了考虑嵌岩段侧摩阻力及溶洞顸板自重的简化计算模型。从抗冲切、抗剪切和抗弯拉3方面对溶洞顶板稳定性进行了分析。假定溶洞顶板发生冲切破坏时,会产生一个冲切圆锥台,取该圆锥台作为分析对象,并考虑冲切体自重的影响,对冲切破坏面上的最大、最小主应力进行了求解,同时引入格里菲斯准则,对溶洞顶板的抗冲切进行了验算。基于莫尔判据,对两种剪切破坏模式进行了验算:(1)桩端岩层发生剪切破坏,其破坏面由桩侧截面延伸至顶板底端;(2)溶洞顶板边缘岩层发生剪切破坏,其破坏面由岩层表面贯穿项板边缘。根据弹性力学的变分法对溶洞顶板底面应力进行了求解。考虑到溶洞顶板底面中心处拉应力最大,则在抗弯拉验算中将该点作为验算点。将本研究所提方法用到某公路大桥的溶洞顶板稳定性验算中,并将验算结果与未考虑嵌岩段侧摩阻力的计算方法进行了对比。分析表明:嵌岩段岩层侧阻力占嵌岩桩设计荷载比值可达11.5%,这说明嵌岩段侧摩阻力占承载力比例较大,且随着嵌岩深度的增长,该比例将继续增大。因此,当嵌岩深度较长,岩石质量较好时,在实际工程中应适当考虑嵌岩段侧摩阻力的发挥。 展开更多
关键词 桥梁工程 溶洞顶板 简化计算模型 嵌岩桩 岩溶 安全厚度
广清高速桥梁桩基岩溶顶板安全厚度研究 认领 被引量:1
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作者 李俊杰 《路基工程》 2018年第3期171-175,共5页
以广清高速公路改扩建工程岩溶区桥梁桩基工程为研究对象,重点考虑基桩数量、桩径、溶洞尺寸等参数,构建桥基岩溶工程地质概化模型,为定量研究提供地质依据;基于力学分析与数值模拟,分别确定各模型桩基岩溶顶板最小安全厚度值,并将其与... 以广清高速公路改扩建工程岩溶区桥梁桩基工程为研究对象,重点考虑基桩数量、桩径、溶洞尺寸等参数,构建桥基岩溶工程地质概化模型,为定量研究提供地质依据;基于力学分析与数值模拟,分别确定各模型桩基岩溶顶板最小安全厚度值,并将其与工程实际进行对比分析。结果表明:力学分析方法,在实际工程中仅可作辅助参考;数值分析方法,具有一定的工程实践意义;桩基岩溶顶板最小安全厚度一般为桩径的2.5~3.0倍。 展开更多
关键词 桥梁桩基 岩溶顶板 持力层 安全厚度 数值模拟
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基于能量法的露天开采下采空区顶板安全厚度研究 认领 被引量:3
19
作者 李玉飞 叶义成 +3 位作者 胡南燕 胡盛栋 罗斌玉 元宙昊 《金属矿山》 CAS 北大核心 2018年第2期35-40,共6页
为了确定露天开采下采空区顶板安全厚度,基于力学理论,分析了露天开采下采空区顶板受力特性,建立其固支梁力学结构模型。根据能量守恒原理,推导了由顶板弯曲应变能、水平荷载做功和垂直均布荷载做功组成的采空区顶板结构总能量方程,获... 为了确定露天开采下采空区顶板安全厚度,基于力学理论,分析了露天开采下采空区顶板受力特性,建立其固支梁力学结构模型。根据能量守恒原理,推导了由顶板弯曲应变能、水平荷载做功和垂直均布荷载做功组成的采空区顶板结构总能量方程,获得了采空区顶板势能函数解析式。采用突变理论,建立了采空区顶板系统的尖点突变模型,获得了采空区顶板失稳判别式,推导出采空区顶板安全厚度计算模型。对某露天矿采空区顶板厚度进行了应用案例分析,理论计算出的最终采空区顶板临界厚度为11.34 m,与现场安全预警经验值12 m基本一致。表明所建立的采空区顶板安全厚度计算模型合理可行,可为露天开采下采空区顶板安全厚度设计提供一定的理论依据和工程指导。 展开更多
关键词 能量法 突变理论 露天开采 采空区顶板 安全厚度
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东露天煤矿空洞上覆岩体稳定性动态分析研究 认领
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作者 谢启东 丁鑫品 《煤炭工程》 北大核心 2018年第8期10-13,共4页
以平朔东露天煤矿开采境界内的空洞群为研究对象,在综合探测的基础上,利用3DMINE矿业软件建立矿床三维地质模型及空洞群模型,探讨了空洞与工作面的动态位置关系,介绍了空洞上覆岩体最小安全厚度的计算方法,分析了开采活动对上覆岩体结... 以平朔东露天煤矿开采境界内的空洞群为研究对象,在综合探测的基础上,利用3DMINE矿业软件建立矿床三维地质模型及空洞群模型,探讨了空洞与工作面的动态位置关系,介绍了空洞上覆岩体最小安全厚度的计算方法,分析了开采活动对上覆岩体结构及力学参数的影响,提出了空洞上覆岩体安全程度评价标准和依据。结果表明,研究成果在指导东露天矿后续生产、安全度过空洞群起到了重要作用,在保证作业人员生命安全及采矿设备安全方面具有积极意义。 展开更多
关键词 露天煤矿 空洞 上覆岩体 安全厚度
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