初始地应力位移反分析计算的有限单元法

本文给出了一种由洞周围岩位移量测值反馈确定地层初始地应力的有限元计算法,包括线弹性问题和非线性问题。文中不仅给出了计算原理和公式,而且给出了平面应变问题非线性有限元计算法的程序框图和算例验证,可供工程实践采用。这一方法的主要特点,是利用现场易于量测的位移信息进行分析计算,并适用于任意洞形地下洞室的任意开挖阶段。此外,文中给出的平面应变问题有限元计算法还可排除洞室开挖的空间效应的影响,并能单独确定初始构造地应力,以便较为精确地确定初始地应力场的分布现律。本文还根据数理统计原理考虑了提高计算精度的方法。     

一种实现复杂初始地应力场精确平衡的通用方法

初始地应力场是岩体工程结构有限元分析的重要初始条件,为了实现初始地应力场平衡,传统做法是在计算模型上施加与之相平衡的外荷载(体力、边界力),但外荷载往往组成复杂甚至不可知,且施加边界荷载所要求的模型边界条件通常与初始地应力平衡后结构计算分析所要求的模型边界条件不一致,这就为初始地应力场平衡带来了困难.为此,本文提出了一种可以实现复杂初始地应力场精确平衡的通用方法,该方法的基本思路是直接在有限元计算模型中施加结点荷载来与初始地应力场进行平衡,从而完全避免了由于外荷载的不可知以及边界条件不一致性所带来的困难;此外,由于所施加结点荷载是直接由初始地应力场通过单元积分计算出来的,故可实现初始地应力场的精确平衡.算例分析表明,所提出的方法不仅简便易行,且精度很高,是一种实现复杂初始地应力场平衡的通用方法.     

粘弹性位移反分析的边界元法

在有关地下巷道围岩的力学参数及初始地应力的反演问题中,线性逆过程法是求解这一问题的途径之一。本文根据逆过程法的基本原理,导出了以边界元法为基础的粘弹性位移反分析公式,并将其与以有限元法为基础的基本公式作了比较。文末的算例说明了二者之问的差别及各自的适用范围及实用性。     

平顶山八矿地应力分布规律

为使巷道设计、支护计算和稳定性分析更加科学、可靠和经济,了解和研究地应力的大小、方向及其分布规律,提出地应力与巷道支护关系就尤为重要.文中详细介绍了平顶山八矿的地应力计算原理,并根据矿区实测地应力资料,得出了计算区域初始地应力场相应的应力回归公式,并且分析了矿井地应力的分布特征.     

小样本数据下三维地应力反演分析

对于地下矿山等工程,初始地应力场的有效获取意义重大,但由于地质情况复杂,实测数据不足等原因,小样本数据下的三维地应力反演分析不易进行。本文在进行现场应力测量的基础上,提出了一种以边界荷载法为基础,结合反向传播神经网络（back propagation neural network,BP）的Flac3D地应力反演改进方法。以建个元高速公路五老峰隧道为示例,首先通过建立反演区域的三维地质模型,通过边界荷载法试算各边界条件的大致范围,再利用BP神经网络的非线性特征建立反演参数与地应力之间的函数关系,最后进行正算反推求解反演最佳边界条件。实测值与反演值进行对比,误差在可接受的范围内,证明了该方法在复杂地质体地应力反演中的可靠性与实用性。     

巷道耦合支护优化设计

采用改进型空心包体应变计,对平顶山八矿进行了地应力的实际测量,并得到矿区地应力测试结果和分布规律;得出了计算区域初始地应力场相应的应力回归公式,并且分析了矿井地应力的分布特征.在此基础上,用有限元法经过对比分析,对平顶山八矿"二水平戊二回风上山"通风巷道进行了优化分析和耦合设计,并对优化前后巷道进行有限元数值模拟.结果表明,在已知地应力基础上对巷道的优化设计可以到达令人满意的效果,做到有的放矢.     

洞室围岩二维粘弹性反演计算的边界单元法

本文提出了一种反演确定围岩初始地应力及其参数的新方法,包括描述岩体变形的粘弹性时间效应的参数的反演确定。文中在假设围岩的性态服从三单元粘弹性模型以后,依据现场量测信息建立了反演计算的方程组,包括进行线弹性反演计算的虚拟应力法方程,以及确定参数E_2和η_2的反演计算方程。此外,文末还给出了算例验证,以及以这一方法进行的工程实例计算分析与讨论。     

基于人工神经网络的初始地应力场三维反分析

通过对初始地应力场的计算方法的回顾，结合有限变形理论和人工神经网络理论，提出基于人工神经网络的初始地应力场三维反分析方法。该方法综合了目前初始地应力场计算方法的优点，并考虑了我种因素对地应力场分布的影响。实例表明，按本文提出方法模拟的初始地应力场较为合理，且其精度也较高。此外，由于考虑了断层对初始地应力场的影响，可较好地解释实测地应力值分散的原因。     

水压致裂法在塔山煤矿巷道围岩地应力测量中的应用

本文介绍了水压致裂法地应力测试的原理及方法,结合塔山煤矿巷道的实际状况作了地应力测试,并进一步论述了矿区内原岩应力场的分布及对巷道稳定性的影响,可供同类工程借鉴。     

基于HF-RBF的初始地应力场预测研究与应用

用水压致裂法(HF)测量地应力时存在实测数据数量少、不连续、精度低的问题.为此,建立基于HF-RBF的初始地应力场预测方法,首先构建埋深和水平主应力之间的学习样本,然后利用径向基函数(RBF)神经网络对学习样本进行训练,建立埋深与水平主应力之间的非线性映射,最后利用检验样本对初始地应力场预测效果进行检验.在黑龙江某矿山利用2个勘探钻孔开展了水压致裂法测量地应力试验,应用HF-RBF方法获得了该矿区水平主应力分布规律,训练样本最大预测误差为28.6%,检验样本水平最小、最大主应力预测误差都在10%以内,满足工程设计要求.表明了在矿山钻孔勘探期间,HF-RBF法能较好地预测矿区初始地应力场.     

台头煤矿工作面矿压观测与分析

为掌握台头煤矿1#煤层在开采过程中工作面上覆岩层运动规律,回采空间围岩与支架相互作用关系,采动引起的支承压力分布规律.对在既定条件下使用的支架架型、参数、特性和支护效果提出评定意见.采用现场实测法对台头煤矿11102工作面进行了矿压观测,掌握了该煤层在工作面开采过程中的顶板初次来压和周期来压步距、工作面支架支护强度、围...     

北方地区建造地下冷库的可行性分析

以冬季北方地区是否可以建造地下冷库的问题进行了讨论．选择两个相同外形尺寸、墙体厚度、贮存品种的冷库,分别逐月计算了-18℃冷藏库、5℃高温库的热流量;并对相同冷间温度下,地上、地下两种形式冷库热流量、机器设备选择、初投资、运行费用方面进行了分析比较．研究得出相同冷间温度的地上、地下两种冷库在初投资、设备选择方面相差不大,但高温库建在地下,低温库建在地上可减少年运行费用．     

高地应力区地下洞室围岩稳定和变形分析

本文分析总结了已有的地应力研究成果。考虑到高地应力与岩体特性的关系,对岩体采用四参数弹塑性开裂模型,提出了一种高地应力区地下洞室围岩稳定和变形的分析方法。用各种不同初始应力场(大小、方向、主应力比等)对直墙拱顶洞室围岩的稳定和变形状况作了分析比较,得出了一些有规律的成果。     

SF6连续恒量释放法在矿井巷道漏风检测中的应用

 在矿井通风网络有较大漏风时,将形成结构复杂的通风网络,使采取通风系统的稳定性、可靠性受到一定程度的影响,若漏风通道连通火区,则可能带来极为严重的后果。运用SF₆连续恒量释放法,对北祖矿9211 风巷漏风情况进行测定,定性判断出有风流漏入9211 风巷。通过确定最短采样距离、采样时间及SF₆释放量等漏风测定参数,定量计算了漏入风量及漏风率的大小,结合SF₆气体浓度的变化,确定9211 风巷巷道内有两处漏风区域,进而为采取针对性的防治矿井漏风措施提供判断依据,同时为该矿火灾防治提供技术支持。     

戈壁下垫面空气动力学参数确定的再研究

提出一种确定地表粗糙度z0的方法。该方法仅需利用精细风廓线资料进行计算,误差较小,尤其适用于近中性层结观测较困难的情况。根据2006年夏季河西走廊戈壁地区的大气边界层观测资料,利用该方法确定的z0为0.60mm左右,和前人方法计算结果0.78mm接近,证实了此方法和z0估值的可靠性和可信度。此外,由于不同测量高度代表不同区域尺度上的特征,地表粗糙度的确定还应和风廓线的观测高度及分布状态有关。     

数据库管理系统在矿井地下水中的应用

针对目前煤矿在资料管理工作中存在的问题,关系型数据库技术对于煤矿水文地质资料管理的重要性欲为突出。在整理分析矿区相关资料的基础上开发研制出矿井地下水数据库管理系统,给出了系统总体设计思路和基本结构,详细阐述了系统各部分功能,并指出矿井水文地质数据库以及数据分析处理是系统的基础和核心,并以皖北任楼煤矿为例,就系统的实际应用效果进行了验证并取得了较为满意的效果。这对于矿区防治水工作具有重要的现实意义。     

新寨煤矿井田内实现村下采煤的探讨

本文认为新塞煤矿应采用条带采煤法实现村下采煤。可用概率积分法计算沉变参数，用岩体弹塑性力学理论计算条带参数。     

南阳坡矿井井田开拓设计探讨

据南阳坡矿井具体的井上下条件,对南阳坡矿井的地面和资源条件进行了综合分析,确定了井田的井口位置方案,提出了井田采用分区开拓、分区通风、集中出煤的开拓方式以有效解决井田面积大带来的通风、运输困难,经过具体的技术经济比较,确定了南阳坡井田开拓方案,使矿井投资少,投产快,以提高矿井经济效益。     

矿井涌水量预测方法及适用性评价

本文在广泛阅读国内外相关文献的基础上,从分布参数法和集中参数法的角度出发,深入地综述和剖析了现有矿井涌水量预测的方法。同时以新汶矿区为实例,运用数值法、解析法和比拟法对矿井涌水量进行预计。与实测数据对比,对预测方法的特点及适用性进行了评价。评价结果表明,对于研究区水文地质资料详实的情况下可利用数值法进行预测。对于研究区资料不够丰富时,可采用数值法进行模拟进行预测,同时利用解析法进行对比。对于新建的矿井,水文地质参数不足时,可使用水文地质比拟法进行预测。这种评价对于类似条件矿井涌水量预测方法选择具有一定的指导意义。     

金口岭矿区地应力测试分析

为了优化金口岭铜矿矿区开采顺序和巷道设计,采用三维套孔应力解除测量计和空心包体应变计,结合现场围压试验,根据弹性理论计算出矿区原岩应力,得到矿区原岩应力大小、方向等参数及其分布规律。结果表明,每个测点最大主应力方向均接近水平方向,与区域构造应力场最大主应力的方向基本一致;最小主应力接近于垂直方向,三个主应力均为压应力,没有出现拉应力,与我国地应力实测得到的普遍规律相同,该方法可以为其他类似工程的地应力测试提供参考依据。