深部高应力下蚀变岩力学特性与采动破裂机理及灾害调控

来源 :北京科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:panmandy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
破裂失稳机理及控制是关系深部开采安全的重大科学问题。本文以胶西北山岛金矿蚀变岩型金矿床开采为背景,以蚀变岩和工程为研究对象,围绕深部高应力环境下蚀变岩力学特性、采动诱发岩体破裂机理、灾害调控三个关键科学问题,综合采用现场调研与实测、室内岩石力学试验、数值试验、理论推导和分析、工程验证等技术手段,系统深入地研究了深部蚀变岩高围压力学特性及破裂行为、真三轴加卸载力学特性及破裂机理、高应力下蚀变围岩采动破裂演化特征、典型采动灾害诱发机理、工程判据及高应力灾害调控理论与方法等内容,主要内容和成果如下:(1)调研了矿区一般地质、构造地质及工程地质情况,对矿区研究区域深部的节理裂隙情况和巷道/采场主要破坏模式进行了系统地实测和调查,获得了矿区地质概况、西山矿区深部主要生产中段的节理裂隙统计信息和西岭矿区900m~1900m深度裂隙发育情况及矿区深部典型采动应力诱导围岩破坏模式。(2)采用点面分析方法,分析了矿区成矿前、成矿期、成矿后三个阶段的断裂带形成和构造应力场演化,结合山东地区的板块运动、地震震源机制解、GPS地壳运动矢量等多个角度分析结果,确定了矿区的现今地应力场方向。对西山和西岭两个研究区域分别采用应力解除法、地表岩芯重定向声发射法和水压致裂法进行了地应力实测,建立了矿区地应力场实测线性回归模型,获得了地应力场分布规律。(3)选用矿区深部典型蚀变花岗岩开展了不同围压下的常规三轴压缩试验和黄铁绢英岩、二长花岗岩、绢英化花岗碎裂岩三种不同蚀变程度的岩石开展了相同围压下的常规三轴压缩试验,获得了同一岩性不同围压下蚀变裂隙花岗岩的应力应变特征、能量特征、破裂特征及脆延特征和相同围压下不同蚀变程度岩石的力学参数、破裂特征及脆性差异特征,揭示了矿区深部蚀变岩的非线性力学特性、破裂行为及岩石力学特性与蚀变程度的关系。(4)选用矿区常见蚀变脆性花岗岩,还原矿区深部岩体真实三维采动应力环境,设计试验方案,开展了真三轴加载、加卸载、循环加卸载三类试验。分析了加载条件下花岗岩的强度变形特征、破裂特征和机理;三种典型加卸荷路径下岩石的强度变形特征、破裂机理及围岩的破裂效应;循环加卸载条件下岩石的塑性变形和损伤特性、破裂机理及围岩破裂效应。试验结果揭示拉、剪应力竞争破坏机制及中间主应力破裂效应,特别地,研究并揭示了中间主应力的循环加卸载能促使拉裂纹大量萌生的破裂效应。(5)考虑中间主应力的影响及深部岩体非线性破裂特征,推导了基于双剪统一强度理论的岩石三维统计损伤本构方程。依据该本构关系,采用RFPA3D设计并开展了不同倾角预制裂隙试样静态加载数值试验和高倾角裂隙(>60°)试样在不同裂隙深度和不同侧压条件下的(0MPa、5MPa、10MPa)静态加载数值试验,分析了裂隙岩体在应力诱导作用下的破裂演化特征。选取低强度强蚀变和高强度弱蚀变两种典型蚀变花岗岩建立数值模型,分别开展了不同深度、不同侧压系数条件下巷道开挖围岩破裂过程数值试验,及成巷后在不同加载应力路径条件下的围岩破裂过程数值试验,分析了围岩破裂演化特征。巷道形成后,根据围岩在加载过程中的破坏形式、严重程度、声发射特征,将围岩采动破裂过程分为3-4个特征阶段,研究了不同特征阶段对应的应力强度指标分布区间。设计了一组平行节理、二组平行节理、二组平行节理+随机节理及三组平行节理4个工况下巷道围岩加载破裂数值试验,分析了节理化围岩破裂演化特征。(6)结合室内岩石力学试验和RFPA3D数值试验结果及矿区深部围岩冒落、崩落、板裂(层裂)、岩爆等破坏形式,将矿区高应力灾害分为裂隙扩展失稳、岩石开挖“即时型”和应力调整加荷“时滞型”三种类型。分析了三类典型采动应力灾害的诱发机理和必要条件,提出了裂隙岩体破坏准则,完善了不同严重等级脆性破坏临界应力判据,构建了从消除高应力灾害三个必要条件入手的调控理论和方法体系,并从能量角度对该体系进行了解译并提出新的高应力灾害能量调控“三步走”策略,给出了围岩在不同应力强度条件应采取的调控措施。研发了以合理确定围岩空顶跨度或高度和永久支护时机以使围岩依次充分卸荷为核心思想的基建永久巷道或深竖井采动应力序次调控方法,具有重要的工程实践意义。
其他文献
随着我国市场经济的不断发展,会计信息日益发挥着重要作用,其科学性和合理性对于我国后续经济的运作和发展具有非常重要的作用。但是当前我国企业内部控制视角下会计信息质量不是很乐观,在一定程度上严重影响到后续的市场交易。为此文章从实际情况出发,对当前内部控制视角下我国企业会计信息质量现状进行分析,并有针对性地提出解决措施,以期能够为企业后续内部管理的发展提供一定的参考。
企业对推动经济发展、实现社会繁荣具有重要的促进作用。但从企业的发展情况来看,新时期,部分企业在内部控制方面还存在一些问题,如缺乏良好的内部控制环境、风险评估机制不健全等。基于此,文章以企业内部控制为研究对象,分析了企业加强内部控制的重要性,探究了企业在实施内部控制过程中存在的问题,并提出了促进企业高质量发展的内部控制策略。
波云诡谲的社会现状与高压司法环境持续影响下的量刑活动,不可避免地流向机械量刑之虞。亟待从理论根源上厘清“案件”与“司法人员”的本质关系,从辅助工具上探索法院“案多人少”、量刑规范化等问题的解决新路径。语义活性识别技术和数据库支持下的人工智能系统,以“案件进入—诉中—诉后”介入量刑助力司法工作,可极大地提高司法效率,解决相关司法实务问题。但是,在面对人工智能系统本身所带来的算法歧视、“算法黑箱”等消
<正> 《增评医家心法》清·高鼓峰著,高氏为浙东名医,在杭、甬、嘉各地悬壶,宗尚李东垣、薛立斋、张景岳,赵养葵诸家,为温补派之继承人。其辨证论病,不囿经旨,辨证施治,独具创见,留世著作有《医家心法》《四明医案》等。余读高氏书,认为其丰富的临床经验颇堪珍视,其论病因病机,创新而不遵经旨,支离破碎,殊为最大缺点。爱就浅见写成评述,祈读者指正!
期刊
微生物污染是影响乳制品安全的重要因素。研究表明,生牛乳在经过一系列复杂的加工后,依旧会有金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S.aureus)的残留。金黄色葡萄球菌是食源性疾病的重要病原体。大多数金黄色葡萄球菌具有形成生物被膜的能力,但大多数研究都集中在模式菌株的生物被膜形成机制与耐药性和毒力之间的联系。随着人们在一些极端环境中发现了生物被膜的存在,一些学者开始把目光转向生
劳务派遣之所以能够快速发展,主要原因在于时代的背景、经济的腾飞,尤其是近三十年来,不论是劳务派遣机构、劳务派遣从业人员、还是劳务派遣劳动者其规模数量都呈现出一种爆发式增长的趋势。究其原因,一则在于可以合理安排企业员工岗位,增进工作效率,控制用工成本;二则也在于劳务派遣十分灵活,尤其利于用工单位控制自身的用工成本。因此其收到了各方机关单位,公私企业的青睐。与此同时,企业逐利的本性逐渐凸显,同工不同酬
<正> 我们于1972年至1977年以“月华丸”为主,配合部分西药抗痨治疗10例结核性脑膜炎病人,取得了较好效果。 10例病人中,男3人、女4人,平均年龄35岁,其中农民9人,病程平均40.6天,均经过化验确诊后住院治疗。 [治疗方法]
期刊
在二氧化碳排放量不断增加、全球变暖的背景下,各国政府纷纷把低碳理念放在国家发展的战略地位,积极探索绿色低碳发展与经济增长协调共存的可持续发展道路。为了积极改善生态环境,尽早实现碳减排承诺,中国政府分别于2010年7月、2012年11月和2017年1月陆续宣布了三批低碳城市试点。首先,本文对当前低碳城市建设效果的相关文献进行回顾,概括总结当前低碳城市的理念内涵,了解目前学者对我国低碳城市建设的政策评
<正>20世纪60年代末,因结构主义思潮的推动,在法国诞生了一门独立学科——叙事学。90年代末,以美国为主兴起了超过结构主义叙事学的“后经典叙事学”。“叙事”成为人文社会科学领域共同关心的话题。叙事学研究强调“时间维度”,忽视了“空间维度”。而事件的发生存在于时间和空间中。龙迪勇先生这本历经十二年而成的《空间叙事学》,通过“空间转向”,开辟出“空间叙事学”这一分支学科,并在没有直接理论支撑的基础上
期刊
近几十年来,我国经济快速发展所造成的能源消耗和碳排放增加,给生态建设和社会可持续发展带来了巨大压力。为扭转碳排放增加趋势,兑现国际减排承诺,实现经济可持续发展,我国出台了一系列环境保护措施,低碳试点政策就是其中重要一项。低碳试点政策通知中强调要建立绿色、低碳、循环的产业体系,制造业作为高污染高排放的部门,必然会受到该政策的影响。在推动制造业高质量发展、建设制造业强国的时代背景下,低碳试点政策的实施