复杂地下空区综合探测技术研究及其应用

采空区已成为矿山生产和工程建设过程中迫切需要解决的难题之一。分析了采空区带来的安全隐患和主要危害，总结了当前采空区探测中使用的主要方法和手段。针对复杂关联群采多空区情况，在现场摄影调查的基础上，提出了以探地雷达和瑞雷波法为主的综合探测技术。两种不同的先进物探技术，相辅相成，提高了采空区探测的准确度和精度。该方法在甘肃省厂坝铅锌矿地下群采空区探测中得到具体应用，基本查明了采空区的分布情况、大小情况和贯通关系，并对原有采空区平面布置图进行了修正。探测结果，为该矿由露天开采转入地下生产，提供了安全保障条件。     

基于小波变换的爆破地震信号去噪的应用

运用小波变换在不同的尺度下观察信号局部化特征。由于信号和噪声具有不同的奇异性，它们的二进小波变换模的极大值在不同尺度下的传播特性也不相同。在相邻模极小构成的待选通域中分析出噪声局部极大值所在的选通域进行平滑处理，从而得到局部信号的小波系数，将其反变换重建出去噪后的信号。将该方法用于爆破地震信号去噪声，结果表明：这种方法计算简单，且去噪效果较好。     

竖向排列地下硐室群动力稳定性的数值模拟分析

以竖向排列地下硐室群为研究对象，将爆破地震波简化为谐波形式，运用三维有限差分程序FLAC^10研究不同速度、不同动荷载频率以及不同硐室间距条件下硐室群隔板位移和围岩塑性区面积的变化规律，以及上方硐室跨度变化对隔板位移和下方硐室稳定性的影响，通过工程实例分析爆破震动作用下地下硐室群的稳定性。研究结果表明：动荷栽速度对地下硐室群稳定性的影响最明显，隔板位移和围岩塑性区面积随爆破地震波速度增大而增大；随着爆破地震波频率的增大，隔板位移先增大后减小；随着硐室间距的增加，隔板位移减小，有利于地下硐室群的稳定；随着上方硐室跨度增加，隔板位移增大；地下硐室群围岩中出现多处应力集中，但最大拉应力小于岩体的抗拉强度，不会出现拉裂破坏；分析结果与实际观测结果相吻合。     

不稳固岩层条件下中深孔回采薄矿体技术的试验研究

介绍了用长锚索锚固矿体上盘破碎带的锚固方法及参数，同时介绍了无底柱分段空场回采嗣后充填法的矿块结构参数．采准方法及回采工艺。试验取得了良好的效果，对于矿山的生产具有指导意义。     

不稳固岩层条件下,中深孔回采薄矿体技术的试验研究

介绍了用长锚索锚固矿体上盘破碎带的锚固方法及参数,同时介绍了无底柱分段空场回采嗣后充填法的矿块结构参数、采准方法及回采工艺.试验取得了良好的效果,对于矿山的生产具有指导意义.     

北美岩沥青对基质沥青的改性效果研究

为评价北美岩沥青对基质沥青的改性效果,采用70号A级沥青为基质沥青,对掺加北美岩沥青改性后的沥青的路用性能进行了试验研究。结果表明:北美岩沥青能有效改善沥青的温度敏感性,提高沥青的高温稳定性和抗老化能力,但对沥青的低温性能无改善作用;掺入北美岩沥青后,混合料的劲度模量提高,疲劳寿命得到明显改善。     

石英砂岩体的地质雷达波频谱特征

经过岩土体介质反射回的地质雷达波特征携带了所穿透的岩土体内部的相关信息,其中地质雷达波频谱主频值可以作为判断岩土体结构特征的一个定量指标. 以围岩为石英砂岩的公路隧道工程为依托,采用MALA地质雷达配100 MHz屏蔽天线,对隧道掌子面前方的石英砂岩体进行超前地质探测试验,分析典型的Ⅴ级、Ⅳ级和Ⅲ级石英砂岩围岩的雷达波形图图像特征和雷达波在岩体介质中传播的傅里叶频谱特征. 通过分析现场试验数据,得出岩体介质的雷达波主频值因自身结构特征和周边环境变化而在一定的敏感频率区间内的规律. 对比分析研究结果与工程开挖实际,表明通过分析超前地质探测获得的雷达波傅里叶频谱主频值特征来反演识别围岩结构特征是切实可行的.     

冲击破岩时破碎区扩展规律数值模拟

针对动载定侵深破岩条件建立计算模型,应用动力有限元法,对楔形钎刃冲击破岩时破碎区扩展过程进行了研究．模拟结果表明：破碎区是随冲击载荷的增大自刃尖下方沿刃面方向向自由面扩展而形成的,且破碎角２θ≈１１６°．这结果与实验结果基本吻合,证明用数值模拟方法研究冲击破岩问题是可行的．     

不耦合装药爆炸波分离及衰减规律的试验研究

通过混凝土中爆炸试验,实测不耦合装药系数K为2.0,2.5,3.0和3.5时,距爆源中心距离R在8～16 cm范围内的爆炸波径向动应变信号和爆后混凝土损伤变量D分布;将爆炸波分离为爆炸冲击波区、应力波区及爆生气体膨胀作用区,并就各分离区的应力峰值σmax、加卸载应变率峰值εmax、质点运动速度峰值umax与K和R之间的关系进行研究.研究结果表明:爆炸冲击波σmax为752～1 720 MPa,umax为95.9～184.0m/s,作用时间约3μS,加卸载应变率ε以(4.85～10.00)x 104/s的峰值呈周期变化,σmax,εmax和umax随K和R的增大而减小;应力波作用形式以压、拉应力为主,加卸载应变率ε和质点运动速度u在2.6～3.8μs内近似呈周期变化,σmax,εmax和umax随K和R变化复杂,且在损伤边界显著增大;爆生气体膨胀作用区以持续的拉或压应力为主,也在损伤边界显著增大,ε和u近似为0,作用时间约17μs,σmax随K的增大基本不变.     

基于SHPB的不同含水状态砂岩动态响应

为研究不同含水状态岩石力学性质的变化规律,并保证仅受含水量这一单一因素的影响,以砂岩作为试验材料,制备饱和系数分别为2.82%、52.11%、100%的干燥、半饱和、饱和三种不同含水状态的岩石试样,进行静载以及8种不同冲击能量作用下的动力学性质的研究.通过试验可知:在静载作用下,相比干燥岩石,半饱和、饱和岩石试样的应力-应变曲线随含水量增加出现了峰值明显降低的现象,抗压强度分别降低了8.12%、19.26%.动载作用下,随应变率的增加,3种岩石强度均呈现不同程度的线性变化,应力-应变曲线出现右移及峰值增加的现象,且干燥岩石与含水岩石在卸载阶段有明显不同的两种趋势,特别是在卸载第二阶段.而在相同冲击能量作用下,岩石的含水量越大,其破碎程度越大.