岩体裂隙区全长黏结锚杆应变测试方法

受到裂隙岩体非连续变形以及全长黏结锚杆与黏结剂间复杂剪切作用的影响,裂隙区域的锚杆应变量值一直难以准确测量.通过3D打印制备全长黏结锚杆,并在杆体内、外侧分别粘贴应变片,利用单轴压缩试验获得了裂隙开裂过程全长黏结锚杆拉应变的演化规律.研究发现,外侧的应变片受黏结剂剪切变形影响较大,且当黏结剂塑性变形能力较强时,其测试结果易失真.而内部的应变片能准确获得杆体应变的全过程曲线.最后利用FLAC软件模拟裂隙处锚杆失效过程,验证了应变片不同粘贴方式对测试结果的影响,也进一步证明了杆体内粘贴应变片测试方法的可行性.     

缓倾斜中厚矿体充填开采上覆岩层运移规律研究

针对缓倾斜中厚矿体下行充填开采过程中岩层移动和地表塌陷规律展开了研究.通过FLAC3D三维数值计算确定典型勘探线剖面,以河砂为骨料,重晶石粉为胶结剂进行大型相似材料模型试验,利用3DEC数值分析软件对模型试验结果进行验证分析.结果表明,充填开采能有效抑制岩层移动和地表塌陷,使地表沉降范围集中在矿体顶部且沉降中心随下行开采过程中向矿体中心移动;深埋矿体的开采对上覆岩层移动范围的影响较浅埋矿体的采动影响小;岩层移动塌落的角度随开采深度的增加先变小后变大,最终沉降以筒型陷落为主.     

ANFIS在水电站地下厂房围岩变形预测中应用

针对目前应用人工神经网络(ANN)方法预测地下洞室围岩变形时间序列的缺陷,提出一种将神经元网络和模糊逻辑有机结合的新型模糊推理系统——ANFIS(adaptive-network-based fuzzy inference systems),该系统采用反向传播算法和最小二乘法的混合算法分别调整前提参数和结论参数,充分地利用了神经网络的学习能力和模糊逻辑的表达能力,实现了回归模型的自适应调整.通过龙滩电站的实例应用可以发现,ANFIS预测系统较传统ANN方法具有简单、快速以及预测精度高等特点.     

放矿过程中溜井底部压力变化规律

溜井放矿过程中其底部压力大小与变化规律始终沿用传统的Janssen公式计算,但结果往往大于实际溜井底部承受的压力.通过数值分析与室内试验研究发现,溜井放矿过程中其底部压力基本上保持一定值,其压力并不随着溜井内部矿体高度的变化出现波动.并且根据室内试验的成果,提出了溜井放矿过程中第三种压力状态下底板压力的计算公式,通过与室内试验结果的比较发现,该公式能够较好地计算出溜井底部压力大小,为研究溜井放矿过程中矿体的流动形式提供了基础.     

基于微生物诱导碳酸钙的岩体结构面修复试验

针对混合花岗岩开展了巴氏芽孢杆菌诱导碳酸钙沉积的结构面修复试验研究.在实验室内对巴氏芽孢杆菌活化培养，利用电导率变化量表征巴氏芽孢杆菌脲酶活性，考察其生长规律与理化特性.借助XRD，EDS及SEM等手段对结构面处巴氏芽孢杆菌诱导产物进行分析.研究表明，选用22~28h培养后的菌液，巴氏芽孢杆菌脲酶活性最高;30℃，pH为8的理化环境最适合巴氏芽孢杆菌生长繁殖;巴氏芽孢杆菌在结构面处的沉积产物为5~10μm的立方体状碳酸钙晶体，以螺旋位错结晶方式生长，最终将结构面胶结在一起，达到结构面修复的目的.     

粗榆金矿地下开采覆岩运移规律数值模拟

针对粗榆金矿急倾斜极薄矿体下行充填开采过程中岩移规律开展数值模拟研究.通过现场节理调查确定节理产状与间距，利用Hoek-Brown强度准则确定数值计算参数，借助神经网络获得数值计算边界条件，结合三种不同数值计算方法开展计算分析.研究表明，矿体上盘岩层沉降明显，矿体覆岩沉降变形区域呈筒形陷落；FLAC3D和3DEC计算结果显示，粗榆金矿地表不存在沉降区域；随机介质计算结果显示，二号竖井、新建的选矿厂以及职工宿舍浴池均在岩移带之外；相对于FLAC3D，3DEC计算方法，随机介质方法更适合对急倾斜极薄矿体开采导致的岩层运移进行模拟研究.     

柱状节理玄武岩卸荷力学特性的数值模拟

白鹤滩水电站厂区内的柱状节理玄武岩是由原生节理与隐晶裂隙共同切割形成的节理岩体.由于两种节理的形成机理、结构形式、空间产状、力学特性的不同,使得柱状节理玄武岩在不同应力状态下,具有不同的破坏模式.利用D-CRDM分析方法对柱状节理玄武岩卸荷过程进行了计算分析,同时结合现场声波测试结果分析柱状节理玄武岩的破坏机理与模式.研究表明:卸荷过程中原生节理在张拉作用下易产生表层的剥离破坏,而隐晶裂隙在拉、压状态下均会产生开裂破坏,并诱发岩体的整体失稳.岩体的现场破坏证明了该研究结果的正确性,同时研究结果为洞室的岩体支护方式的选择提供了参考依据.     

基于兼性厌氧菌MICP技术的尾砂再造充填体试验研究

提出一种利用微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术的胶结尾砂方法，利用兼性厌氧菌在密封养护条件下胶结尾砂，解决利用好氧菌无法在缺氧或无氧环境下使用的问题.采用控制变量法对利用兼性厌氧菌MICP技术胶结尾砂试验的影响因素进行探究，研究了菌液浓度、胶结溶液浓度、尾砂粒径和养护温度对胶结效果的影响.结果表明:当菌液的OD₆₀₀为1、胶结溶液中醋酸根离子浓度为0.6mol/L、尾砂为多种不同粒径的尾砂混合体、养护温度为30℃时，胶结效果最佳；兼性厌氧菌的MICP技术具有胶结尾砂的潜力，为替代水泥作为尾砂胶结材料提供了有效途径.