【摘 要】
：
金川镍矿是我国重要的镍矿资源基地,矿区内岩体破碎、矿岩品位较高,龙首矿采用六角形进路分层向下胶结充填采矿方法,西二采区上部矿体和充填体的塌陷对于下部中段采矿活动影响很大.本文对六角形分层向下充填造成矿体和充填体的变形破坏机理进行分析,建立数值计算模型分析浅部和深部环境下岩体早分层胶结充填过程中塑性屈服区域和应力场的变化.浅部矿体在自重应力作用下,随着分层开采的向下进行,模型中塑性屈服区域逐渐增大.
【机 构】
：
中国科学院地质与地球物理研究所,中国科学院页岩气与地质工程重点实验室 北京100029;中国科学院大学 北京100049
论文部分内容阅读
金川镍矿是我国重要的镍矿资源基地,矿区内岩体破碎、矿岩品位较高,龙首矿采用六角形进路分层向下胶结充填采矿方法,西二采区上部矿体和充填体的塌陷对于下部中段采矿活动影响很大.本文对六角形分层向下充填造成矿体和充填体的变形破坏机理进行分析,建立数值计算模型分析浅部和深部环境下岩体早分层胶结充填过程中塑性屈服区域和应力场的变化.浅部矿体在自重应力作用下,随着分层开采的向下进行,模型中塑性屈服区域逐渐增大.深部矿体受构造应力与自重应力作用,开挖初期产生的塑性屈服区域较大,充填体上部围岩也出现塑性屈服,随着开挖充填向下进行,垂直和水平构造应力使得应力场重新分布,上部塑性屈服消失,模型屈服区域减小.浅部矿体向下分层充填开挖,自重应力下,拉应力区域主要集中于六角形断面周围尤其是顶板围岩附近.深部水平和垂直构造应力改变了采场内应力状态,六角形断面周围拉应力区域减小且分布更加均匀,有利于六角形断面采场稳定.但整个模型区域内压应力升高,远离六角形断面处易出现塑性屈服,长时间开挖充填会对岩体稳定性产生不利影响.
其他文献
中粗砂具有较好的物理力学性能及广泛的工程用途.为进一步研究中粗砂渗透及渗透变形特性,统计分析了6个工程48个中粗砂试样的试验资料.试验结果表明,所有中粗砂试样渗透变形类型均为流土,临界比降值主要为0.6～1.2,破坏比降值主要为0.9～1.7,渗透系数值主要为2.0x10-2cm·s-1～2.0x10-4cm·s-1,临界比降和破坏比降相关性较好.
在渗流条件下,松散土体中的细颗粒会逐渐被水流带走,从而改变土体的颗粒级配及微结构,进而影响土体的宏观力学参数如强度和弹性模量等.本文针对土体中细颗粒迁移对土体宏微观参数的影响,开展基于核磁共振仪器的微观孔喉结构观测实验及基于孔隙网络模型的计算.研究表明,沿土体深度方向细颗粒随孔隙渗流而下移,中部聚集程度最高,这样导致中部小孔隙明显大于上部和下部.在渗流过程中,孔隙水并不能充满整个区域,上、中、下部
长春地铁隧道通过强风化泥岩层,强风化泥岩属于软弱岩体,具有流变特性,其强度对地铁隧道等地下结构的稳定性具有重要的影响.对软弱岩体蠕变力学特性的研究,可以为地铁隧道的围岩稳定性研究及地下结构的设计提供理论依据.为此,在地铁隧道开挖面进行强风化泥岩取样,开展了直剪蠕变试验,获得强风化泥岩的蠕变特性.利用过渡蠕变法、蠕变曲线第一拐点法和等时曲线法3种不同方法获得了强风化泥岩的长期强度.结果表明,泥岩长期
饱和有效抗剪强度参数(c、φ)是非饱和土抗剪强度建立的基础参数.为了研究黄土的c、φ以及与地层沉积年代T之间的关系,取陕西泾阳黄土L1、S1、L5和L9的原状样,采用常规三轴仪,固结不排水(CU)试验获得有效抗剪强度参数c和φ.建立了泾阳黄土c随沉积年代之间的经验估计模型.
桩前岩体爆破震动对抗滑桩与嵌固段岩体相互作用影响明显,是造成抗滑桩防护失效的重要影响因素之一.以湖南岳阳滑坡为原型,利用FLAC3D岩土工程数值模拟软件施加实测振动波,建立爆破震动作用抗滑桩与嵌固段岩体动力响应三维数值模拟模型,研究了爆破震动作用下抗滑桩桩周嵌固段岩体位移、加速度、速度、应力响应以及抗滑桩桩身受到剪力与弯矩分布规律,进一步对比了爆破前后塑性区分布特征,利用MATLAB软件对爆破震动
蒙脱石胶体的絮凝受水中阳离子的浓度和类型的影响,通过配置不同浓度的NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2溶液,观察蒙脱石在溶液中的沉降过程,发现随钠、钾离子浓度增加,蒙脱石絮凝作用增强;而钙、镁离子对于蒙脱石絮凝存在临界值,大于该临界浓度反而使胶体重新稳定,由Zeta电位可知,是由"专属作用"导致;小于临界浓度的规律同一价阳离子相同;离子类型对蒙脱石体积膨胀也有影响,在同等浓度梯度下,体积膨胀量
为了探讨结构屈服压力(σk)与基质吸力(φ)的关系,取泾阳S1和L5原状黄土,配制从干燥至饱和的8个梯度含水率,采用高压固结试验测得不同含水率下的σk,采用滤纸法测得增湿土-水特征曲线(SWCC).结果表明随着黄土基质吸力的增高,S1、L5的σk呈"S"型变化,当基质吸力小于进气值φa,σk在"S"型的低处平缓部分;当基质吸力大于残余值φ,时,σk在"S"型的高处平缓部分;基质吸力在两者之间时,σ
本文通过在不同含水量条件下对等比例赤泥改良红黏土的物理力学性质进行试验研究,研究含水量对赤泥红黏土的影响和作用机理.再通过电镜扫描,研究不同比例赤泥对红黏土微观结构的影响.试验结果表明,宏观上,掺入赤泥后红黏土随着含水量的增大,抗剪强度呈先增后减的趋势.压缩试验研究中,掺入赤泥的红黏土压缩性随含水量的增大整体呈降低趋势,下降幅度随着赤泥含量的增大而增大.微观上,不同赤泥含量的红黏土土样表面颗粒从团
采用TFB-1型应力-应变控制式三轴仪,对红黏土进行饱和固结不排水三轴试验,基于红黏土应力-应变曲线出现硬化性特点,进行本构模型拟合研究,研究结果表明:红黏土应力-应变曲线硬化特性强化拐点位置出现在应变为0.5％～2％处;应变硬化性红黏土应力-应变特征曲线适用于幂函数模型拟合,但对强化拐点位置不敏感.
岩质边坡倾倒变形大都具有反倾结构,反向边坡其典型的结构特征为岩层层面与边坡面走向一致但倾向相反,如果同时存在一组或多组顺坡向的节理将岩层切割成离散的块体,则容易发生与以往不同的倾倒破坏.本文借助于软材料小模型,结合了龙首矿区工程地质条件,对自重体积力作用下露天开挖引起这种复杂的倾倒变形现象作了一项实验研究.结果表明,断层的存在,破坏了岩体的连续性,也使岩体的柔度大大提高,大大降低了岩体的变形模量.