摘要:基于Mogi-Coulomb强度准则推导了两向非等压下的圆形巷道塑性区隐式边界方程,分析了岩石内聚力、内摩擦角、中间主应力对塑性区的影响.研究表明:内聚力与内摩擦角均不改变塑性区的形态仅对塑性区的大小有影响,随着内聚力的增大,塑性区的半径逐渐减小,且随着内聚力的增大,塑性区半径减小的速度增加;内摩擦角与塑性区半径变化趋势相反,且塑性区半径减小的速度随内摩擦角的增大而减小;当中间主应力系数小于一定值时,随着中间主应力系数增大,塑性区的半径减小,当中间主应力系数超过一定值时,随着中间主应力系数增大塑性区的半径却开始增大.因此在巷道围岩支护设计中适当考虑中间主应力的作用对巷道围岩的稳定具有重要意义.

摘要:为提高锚杆锚固界面反射信号的识别精度,采用数值分析的方法研究了一种物理滤波技术.利用FLAC3D建立动测模型,通过检测非锚固段上若干等间距点的幅值信号,分析非锚固段幅值信号与时域衰减系数之间的关系,并利用非锚固段反射信号与时域衰减系数拟合得到滤波信号.对整体检测信号进行物理滤波后,可以清楚地识别锚固段起始与锚固段结束位置,使锚固长度参数检测精度得到了提高,检验了该方法的可行性.

摘要:为分析非线性Mohr-Coulomb破坏准则下孔隙水压力对挡土墙主动土压力的影响,采用极限分析上限定理推导挡土墙主动土压力的解析解,采用MATLAB软件求解主动土压力的数值解,并分析了非线性Mohr-Coulomb破坏准则相关参数以及孔隙水、土体容重、挡土墙高度等对主动土压力和墙后破裂角的影响.研究表明,孔隙水等因素对主动土压力有较大影响,随着孔隙水系数、非线性系数、土体重度、地表荷载增大或土体初始黏聚力减小,挡土墙主动土压力显著增大.此外,非线性系数及孔隙水对挡土墙破裂角也会产生较大影响,非线性系数越小或孔隙水系数越大,挡土墙破裂角越大.因此,建议在挡土墙设计中应合理考虑土体非线性特征及孔隙水效应,增加挡土墙排水设计,以免低估主动土压力而导致挡土墙发生破坏.

摘要:针对存在原生裂隙岩体破裂后的整体稳定性,本文利用RYL-600微机控制岩石剪切流变仪对4组不同预处理的裂隙红砂岩试样进行常规的单轴压缩试验,旨在通过分析并归纳总结预制裂隙岩体的断裂机制,深入验证岩体裂纹扩展与脆性特征之间的内在关联性.试验结果表明:(1)根据单轴压缩下应力应变与裂纹萌生、扩展的关系,可以很好验证脆性指标对于岩石力学性质存在的必要性;(2)裂隙岩体内部多裂纹相互作用时,引入应力强度因子影响系数K并结合裂纹叠加原理,可进一步分析研究不同裂纹组合相互作用的应力特征;(3)存在初始裂隙的岩体的破坏并不是突然发生的,而是岩体内部原生裂隙的递进式扩展加以次生裂隙的滋生,两者相互贯通从而导致岩体破裂失稳.利用预制裂隙类岩体破裂损伤相关的研究结论,便于工程实践中更为准确的检测岩体裂纹、控制复杂地质下围岩破碎区和塑性区的发展,对进一步完善复杂岩体基础性研究提供新依据.

摘要:以长沙地铁南湖路站南端大跨度、大厚度的盾构预留孔洞为依托,研究贝雷架模板支撑体系在盾构隧道预留孔洞中施工技术及稳定性.构建了以贝雷架模板为基础的支撑体系,设计了贝雷架支撑体系施工方案,并对贝雷架模板支撑体系进行了结构强度验算.结果表明,贝雷架模板支撑体系施工方案不仅保证了支撑体系的结构强度,还具有施工简便、经济环保等优点,为此类工程施工提供了参考.

摘要:以长沙地铁1号线新建西路车站施工为工程实例,对车站周边情况进行勘测,分析明挖法施工可能产生的风险,如深基坑开挖风险、周边建筑物安全性、施工过程的偏压风险以及周边管线施工风险,并提出对围护结构进行动态监测、注浆加固地层、对承受偏压荷载较大的位置进行重点保护、将管线临时改移、永久改迁、就地保护等解决措施.为类似的明挖法施工工程提供了参考.

摘要:为合理探究煤岩体水力裂隙相关特征,基于扩展有限元理论,建立煤岩体水力压裂模型,得出煤岩体的水力压裂裂隙特征.结果表明:前30 s裂隙应力场扩散速度最快,在30 s达最大值,随后以极大的速度降低,裂隙应力场向裂隙四周扩散直到注水结束后达到稳态且压强几乎无变化;水力裂隙整体和横截面均为椭圆形,孔隙宽度由中央向两端逐渐减小,且孔隙压力场与孔隙宽度变化规律云图分别关于Y轴与X轴方向对称;水压裂缝总体呈椭圆形态,并从初始孔隙向两端延伸最终形成“1”字型裂缝.在工程实践中有一定参考价值,对有限元理论和裂隙的研究具有一定推动作用.

摘要:以现有的发生煤与瓦斯突出矿井资料为基础,根据煤与瓦斯突出的影响因素确定预测指标并建立交互作用矩阵,采用BP神经网络对矩阵进行编码,基于岩石工程系统理论建立煤与瓦斯突出危险等级预测模型.通过预测模型和实际突出危险等级对比,得出结论:应用BP神经网络对交互作用矩阵编码可有效地减少人为因素对结果的影响;煤与瓦斯突出危险等级预测模型准确率可达80%,满足精度要求,能有效预测煤与瓦斯突出危险性等级.

摘要:随着开采深度的不断加深,高温矿井中掘进工作面的热害日益突出,严重危害作业人员的身心健康.结合空气层在围护结构中保温隔热的作用,提出应用空气夹层控制围岩传热量的结构.采用理论分析、数值模拟相结合的方法,研究了同心环夹层结构自然对流的传热机理.利用ANSYS进行建模分析得出:在内外直径比接近1的水平同心环中,瑞利数Ra与空气自然流动形式的关系;用自然对流传热强化系数K表示自然对流对传热的强化程度,并拟合出环形空气层的平均K值与Ra的关系式为Kave=0.091 63Ra0.282 6,适用于矿井传热的自然对流传热强化系数计算公式为Km=0.034 57Ra0.291 7.并通过实例计算得到空气夹层厚度对散热量影响并不显著,最佳厚度为8 cm以内.

摘要:为研究施工隧道内空气温度变化规律,基于热平衡方程建立稳定状态下隧道迎头区域内温度计算数学模型,利用数值模拟软件与温度计算模型结果进行对比并对模型进行修正.结果表明:空气温度计算值与模拟值最大相对误差为5.96%,修正后为1.73%,温度计算数学模型可以用于计算不同工况下迎头区域内空气平均温度;围岩温度、送风量会对隧道内温度产生影响,随着送风时间的增加,迎头区域内空气温度先增加然后达到稳定状态;围岩温度每上升5 ℃,空气平均温度上升1 ℃左右,不同围岩温度下空气温度变化速率基本一致;风量由20 m3/s增加至30 m3/s时,降温作用显著,之后随着风量增加,降温幅度降低.

摘要:为了探讨矿用气体降温服通风参数对人体皮肤温度的影响,通过真人受训实验得出人体产热率,构建人体皮肤-微空间-气体降温服三维物理模型,采用数值模拟的方法研究在高温高湿环境下矿用气体降温服的通风温度、风量对人体皮肤温度的影响规律.结果表明:着装气体降温服后，人体的不同躯干部位皮肤温度存在差异，左部皮肤温度低于右部,左肩降温最好；气体降温服与通风温度约成线性关系,通风量分别为15,10,5 m3/h时,通风温度每降低5℃,人体平均皮肤温度分别降低约0.7,0.5,0.3 ℃.研究结果可为矿井降温个体防护装备的推广与应用提供理论依据.

摘要:1. 湖南科技大学 资源环境与安全工程学院, 湖南 湘潭 411201;2. 湖南科技大学 土木工程学院, 湖南 湘潭 411201; 3. 深圳市中金岭南有色金属股份有限公司 凡口铅锌矿, 广东 韶关 512300