基于岩石节理分形特性的岩体稳定性智能辨识

 调查国内大量矿山地质资料,分析其矿岩节理裂隙数据,采用分形理论揭示岩体节理间距和产状分布的分形特性.采用混沌算法优化神经网络,建立矿岩稳定性与其岩石单轴抗压强度、单轴抗拉强度、内摩擦角、内聚力、弹性模量、岩体节理间距分形维数和节理产状分形维数的智能辨识模型,寻求岩体判别新方法.研究表明,岩体节理间距分形维数和产状分布分形维数可反映岩体节理空间分布的整体信息;节理间距分形维数越小,岩体完整性越好;产状分布分形维数越低,节理分散程度越小;即二者分形维数越小,岩体稳定性越好.智能辨识模型可以根据矿岩力学参数、岩体节理分形特征,预测不同地质条件下的岩体质量,为工程支护设计及施工提供依据.     

影响微震震源定位精度的主要因素分析

 微震震源坐标是微震监测最基本和最重要的参数之一,定位精度的高低直接影响着微震分析的结果。研究分析了微震震源定位精度的影响因素,台站误差,速度误差及由优化算法带来的误差。采用优化算法确定震源的坐标及震源事件的发生时间时,不同算法求解的源坐标值相差很大,为此,如何选取合理的优化算法意义重大。将麦夸特法(LM)、简面体爬山法(SM)、准牛顿法(QN)、最大继承法(MIO)、自组织群移法(SOMA)、麦夸特法与全局优化算法(LM-GO)、简面体爬山法与全局优化算法(SM-GO)、准牛顿法与全局优化算法(QN-GO)、最大继承法与全局优化算法(MIO-GO)应用到震源定位中,分析不同算法对震源定位精度的影响。研究发现单纯使用MIO、QN、LM很容易陷入局部最优值,选用时应慎重,联合使用全局最优算法可以显著提高定位精度。SOMA、SM-GO、MIO-GO、LM-GO计算结果较为稳定,定位精度高,建议在声发射源与震源定位时优先选用。     

基于博弈论的磷石膏充填水质物元评价

 为研究磷石膏充填对地下水环境的影响,选取水中总汞、总砷、六价铬、铁、锰、铜、锌、总磷、氟化物的含量共9 个影响因子作评价指标,采用物元分析理论进行评价;针对传统物元评价中单一赋权方法确定评价指标权重的不足,引入博弈论思想,对评价指标组合赋权,建立基于博弈论的磷石膏充填水质组合赋权-物元评价模型,以《地下水质量标准》为依据对不同采样点涌水水质综合评价。结果表明:1)基于博弈论的物元分析法体现了不同评价因子对水质的影响,结果更加全面、系统、真实;2)未充填区域水质可达到I 级水质标准,充填区域较差,循环用水最差,为V 类水质标准;3)评价结果为磷石膏充填水环境保护方案的提出及矿山安全、绿色开采的实现提供了科学依据。     

矿岩应力波加载实验的电脑化数据采集处理系统

与凿岩爆破相当加载率下的岩石动态性能实验常采用能实现不同应力波形加载的水平冲击实验法。本文介绍了为这一装置而设计的一套电脑化数据采集处理系统,并就与之有关的几个问题进行了讨论。最后给出了一组应用该测试系统和软件检测及处理后的应力波形和岩石的动态应力应变关系全图。     

应力波在层状矿岩结构中传播的新算法

为考察不同形式的应力波通过夹层等岩体结构时的传输效应和能量传递效果,本文给出了一种求解应力波在层状矿岩结构中传播效应的新算法——等效波阻法。使用这种方法即可很容易地求算不同加载波形和不同矿岩结构条件下的透射效应和能量传递效果。     

尾砂充填体力学参数混沌优化反分析研究

采场尾砂胶结充填体力学参数难以在实验室得到,有必要用反分析方法获取.采用有限元方法对不同充填体力学参数的变形结果进行计算,建立充填体力学参数与其变形结果的神经网络映射模型.用混沌优化与神经网络映射模型相结合,实现了充填体力学参数反演计算.对安庆铜矿高阶段充填体工程实例进行了分析,得出了不同配比尾砂胶结充填体力学参数.研究结果表明,混沌优化与神经网络相结合的反分析方法能实现全局寻优,具有较高的计算精度.图2,表3,参8.     

冲击凿岩机具设计与岩石动力破碎特性

本文结合作者和国内外对岩石动力破碎特所作的一些研究、阐述了冲击式凿岩机具的设计和选型时所必须考虑的一些岩石方面的因素，并指出：在大力加强岩石破碎力学性质研究的同时，必须努力促进该领域基础性研究成果向凿岩机具产品设计方面的转化。     

岩石在不同加载波下的动载强度

为考察应力波延续时间和波形对岩石动态破碎强度的影响，作者对几种不同类型的岩石进行了不同入射波波形和延续时间条件下的冲击加载实验。研究结果表明，在ＳＨＰＢ试验中，入射应力波波形和延续时间对岩石动态破碎强度的影响很小，破裂强度主要取决于应变速率，并近似与它的１／３次幂成正比。     

单段爆破震动的动态响应分析

利用反应谱理论对单段爆破的地震效应进行研究。根据单自由度体系反应谱理论,采用计算量少、精确度高的三角插值解析公式法取代常用的分段线性插值法进行反应谱数值计算;结合工程爆破地震实测资料,对不同爆炸参量下产生的单段爆破震动信号进行反应谱分析,探讨爆炸参量对爆破震动反应谱的影响。研究结果表明,单段爆破产生的震动其频率成分相对简单;单段爆破震动的动态响应特征与爆炸参量有着密切的关系,特别是最大段药量对其影响最大。该方法可用于研究爆破地震效应特别是爆破震动危害控制和预测。