岩体结构面力学特征及地下工程结构稳定性的研究——以程潮铁矿为例

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该文主要进行了以下几个方面的研究1.该文应用分形理论直接从非线性复杂系统入手,分析了不规形状的局部与整体的自相似性规律.通过研究岩体结构面空间分布的分特征,提出了应用分形维数这一重要的度量指标来反映结构面在空间分布的优势程度及范围的方法.同时,对程潮铁矿岩体结构面进行了大量的现场调查,应用统计概率模型,对节理裂隙调查结果统计分析,并得出结构面参数的分布函数.2.通过引入损伤张量和净应力来分析岩体结构面的力学特性,从宏观上将岩体纳入连续介质力学的范畴来处理.结合程潮铁矿实际,在工程地质调查的基础上,求得研究区域的损伤张量.成功地开发了基于损伤力学模型的弹塑性有限元计算程序(DFEM).通过损伤弹塑性模型和常规弹塑性模型两种有限元计算模型的对比计算分析.3.根据程潮铁矿矿岩赋存条件及生产现状,结合大量的巷道收敛测试,查明了采场巷道大量垮冒、甚至无法正常生产原因,系统地分析了影响采场地压分布采场稳定性的主围岩变情况,建立了围岩位移与巷道稳定性的关系.4.基于以上研究成果,将岩体结构面分形维数应用于岩体工程质量评价,具有创新性.对程潮铁矿-302m水平进行了矿岩工程质量分极,并对-316m水平和-330m水平进行了矿岩工程质量分及预测.5.为解决程潮铁矿岩体结构面带来生产困难、安全隐患等问题,寻求合理的回采顺序,该文进行了系统的数值模拟计算分析.以-302m水平为研究对象,在考虑结构面分布密集程度的基础上,将矿体沿走向分为三个区,建立了七种因采模型,从水平和铅垂两个方向来分析合理回采顺序,研究方法新颖、全面.6.通过对大量垮冒巷道的观测分析,总结出巷道失稳破坏形式,分析了巷道失稳破坏的主要原因,提出了巷道合理支护的基本要求.首次研制了支护效果好的锚杆联系链,研究了与矿岩质量等级相适用的支护参数.采用有限元法对巷道的支护作用下的受力状况进行了数值计算,并从结构面剪胀机理、增韧止裂机理,岩体应力状态以及喷层的物理力学作用等方面进行了支护方案的机理分析.

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作者
盛建龙;
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作者单位

武汉理工大学;

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授予单位武汉理工大学;
学科结构工程
授予学位博士
导师姓名朱瑞赓;
年度 2001
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类岩体力学性质及应力理论分析;
关键词
岩体结构面; 分形维数; 损伤张量; 力学特征; 地下工程结构; 计算机模拟; 数值计算; 锚杆联系链; 支护措施; 有限元计算模型;

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