地下工程围岩分类物元分析模型与应用

本文提出用物元分析进行地下工程围岩分类的新方法。该方法将地下工程围岩稳定性等级、评价指标及其特征值作为物元，根据地下工程围岩物定性分级标准建立关联函数，通过计算综合关联度判断地下工程围岩稳定性级别。用实例与模糊评价模型和灰色优化理论模型得到的结果进行了对比，得到一致的结果，该方法计算简便，评价合理，实用性强。     

基于灰色关联度的可拓学理论在岩体质量评价中的应用

为了建立更好的岩体质量分级系统,改进传统岩体质量分级方法以及其它数学评价方法,结合红岩水库通航隧洞现场工程地质条件,建立了可拓学理论岩体质量分级评价的物元模型,并采用灰色关联度方法改进可拓学理论中求取各评价指标权重主客观因素考虑不充分的缺点。研究结果表明,采用灰色关联度法充分考虑了岩体质量评价的主客观因素,计算出的各指标权重合理、可靠;灰色关联度法与可拓学理论相结合不仅可以较好地反映岩体等级,还可以反映出各等级之间的距离值。将该理论运用到围岩质量分级评价中,对于工程现场具有一定的指导意义。     

岩石可爆性的效果测度分级

应用效果测量分析方法，可在完成岩石可爆性相对分级的同时，也完成了岩石可爆性的系统因素分析，是一种计算简捷快速、应用灵活、适用性强的信息数据分析方法。     

基于概率统计的可拓学分析方法在边坡岩体质量分级中的应用

在可拓学理论基础上添加了统计学思想,形成了一种基于概率统计的可拓学分析方法。以延边州和龙市红旗河引水工程项目为例,通过Matlab软件,采用蒙特卡洛模拟,将每个对象对应的因素值进行模拟,产生出服从一定分布的随机待评物元;再利用岩体边坡稳定性等级和影响因子,构造出经典域和节域物元,借助物元和可拓中的关联函数,建立起分析对象隶属于不同类别的概率值。利用此概率值,确定边坡岩体质量分级,并提出对工程设计和建设中的支护建议。对象2的最大概率值所属的类别为Ⅱ类,但对象2属于Ⅲ类的概率值为27%,由于工程采样存在的随机性,将对象2划分为Ⅲ类可以确保其安全性。     

关于用岩体分类预测TBM掘进速率AR的讨论

以Maen、Pieve、Cogolo和Varzo 4条隧道为例,本文分析说明了岩体质量分类系统不能预测TBM净掘进速率PR的原因:由于影响岩体可掘进性的因素与影响岩体质量的因素不一样,且岩体质量分类系统多采用半定性半定量的评分形式描述岩体条件,故岩体的质量分数值与TBM的净掘进速率PR很难有一一对应的关系。因此,岩体质量分类系统和基于此的预测模型不能够用来预测TBM的净掘进速率PR。根据TBM施工隧道岩体分类的目的及TBM施工的特点,提出预测TBM净掘进速率PR的岩体分类系统应与评价岩体稳定的岩体分类系统分开进行。用岩体可掘进性分类系统预测净掘进速率PR,用岩体质量分类系统预测TBM利用率U,从而计算出TBM的掘进速率AR。     

物元可拓评价法的改进及其应用

在对物元可拓评价方法分析的基础上,指出了该方法在水质评价中存在当实测数据超出节域而无法计算的局限性。针对该方法的局限性,本文对原方法进行了改进。用改进的物元可拓评价方法进行了实例分析,结果表明改进的物元可拓评价方法是科学合理的。     

基于集对分析的可拓学方法在地下洞室围岩分类中的应用

针对评价洞室围岩质量3种传统方法(RMR法、Q法、HC法),结合可拓学理论,建立各自围岩质量评价的物元模型。首先采用层次分析法对各模型中的评价因素予以分级,确定各指标的权重及其与围岩级别的关联度;然后利用集对分析法对各模型在综合评价中的关联因子予以确定,形成洞室围岩质量多层次综合评价模型;最后将该模型应用于西南某大型水电站地下洞室围岩质量评价中,计算结果与现场评价结果较吻合。研究结果表明:该模型将传统评价方法进行了有机结合,最大限度降低了各方法的缺陷性,可较好地反映洞室岩体的质量等级,对洞室围岩分级具有一定指导意义。     

基于可拓理论的高地应力隧道围岩分级法及应用

随着大量深埋特长隧道的修建,地应力问题特别是高地应力问题对围岩分级的影响愈发突出。围岩分级是一个复杂的矛盾问题,目前常用的围岩分级方法是选取固定的几个指标,然后采用集商、求和等方式进行评分分级。但有些围岩分级计算方法不能根据实际地质情况灵活地选取分级指标,而且有些分级指标之间存在相关影响。可拓学理论可将矛盾问题转化为相容问题,是一种值得探索和运用的方法。本文将可拓理论方法与高地应力隧道围岩分级相结合,建立基于可拓理论的高地应力隧道围岩分级法。该方法主要是通过选取能够反映和体现围岩分级的各项重要参数指标岩石单轴抗压强度Rc,RQD指标,岩石完整性指标Kv,地下水状态指标,特别是考虑了地应力值这项重要指标,然后在物元理论、可拓集合论和关联函数运算的基础上,建立了隧道围岩分级的物元模型; 通过实际的隧道围岩级别关联度的计算,最终确定围岩级别。通过可拓理论围岩分级的实际应用表明,该方法在高地应力隧道围岩分级中具有较好的适用性。     

基于熵权的可拓理论在岩体质量评价中的应用

坝基岩体质量综合评价是一个复杂的工程决策问题,常常表现为指标与指标之间的矛盾、定性信息与定量信息的共存,解决这类多属性、不相容问题,应采用定性与定量综合集成的方法加以研究。而可拓学正是采用物元的概念将研究对象、评估指标与其值域结合为一体,研究事物可拓性及其开拓规律,解决矛盾问题的一门新学科。应用可拓理论,基于多指标优化融合的思想,通过物元变换建立了坝基岩体质量评价的物元体系,计算评价指标对评价等级的关联系数,引入熵权法确定物元指标体系的权重系数,建立了基于熵权的可拓学理论,并将此理论应用于某工程坝基岩体质量评价,取得了与工程地质报告相一致的评价结果。     

基于模糊层次分析法的岩石可爆性评价模型

提出了应用模糊层次分析法评价岩石可爆性的数学模型，阐述了该方法的基本原理和计算方法并结合实例说明了该方法的应用。     

岩石时效损伤模型及其在工程爆破中应用

为了实现爆破智能化,降低爆破带来的负面影响,通过数值模拟预估出岩体中爆破诱发损伤的大小以及分布范围在工程上具有重要意义,其中科学合理的爆破损伤模型是关键。基于岩石介质是连续的、各向同性的、且存在初始裂纹的假设,把考虑时效的岩石拉裂损伤演化方程和双线形弹塑性本构结合起来,通过用户自定义简明地嵌入到大型LS-DYNA软件中,并引入了该软件中的侵蚀算法,对半无限岩体中临空面附近爆破漏斗问题进行了重点数值模拟,计算结果比较接近实际。本文方法在工程中将具有一定的参考价值。     

锦屏一级坝基岩体质量爆破开挖损伤评价

锦屏一级水电站大坝为双曲拱坝,设计坝高305m,拱坝建基岩体以Ⅱ、Ⅲ₁级岩体为主,开挖过程中岩体质量受爆破开挖影响发生程度不等的损伤。为定量评价岩体质量损伤等级,利用开挖爆破检测成果,采用开挖后岩体松弛深度、松弛岩体开挖前后单孔声波衰减率作为岩体质量损伤分级评价的指标,探索一种快速检测、评价岩体质量损伤等级的划分标准,完成坝基开挖后岩体质量损伤的分级分区评价,提出不同损伤等级处理的建议,并评价处理效果。     

Simulation of mineral grades and classification of mineral resources by using hard and soft conditioning data: application to Sungun porphyry copper deposit

The presence of geological units with different grade characteristics mostly leads to problems during the grade modeling process. In special cases, if the area under study has units with small thickness and low grade with respect to the dominant unit of the area, it is difficult to reproduce different grade contents in these units in the simulated grade models because of the low thickness and lack of data in these units. In this study, the local moment constraints method, based on the definition of soft conditioning data reflecting geological knowledge, is investigated for improving simulated grade models under the mentioned conditions. This method is applied for grade simulation at the 1,750 m level of Sungun porphyry copper mine. The studied area is divided into two rock type domains: Sungun porphyry and Dyke. The Sungun porphyry unit is the dominant rock type in the considered area and has, on average, a higher copper grade, while dykes discontinue Sungun porphyry rock units sporadically and most of them are barren of mineralization. It is demonstrated that the use of soft conditioning data makes the simulated grade model closer to reality and improves the reproduction of grade contents considering the rock type units in the area. In the next step, the results obtained from conditional simulation are used for mineral resources classification. To this end, the conditional coefficient of variation is chosen as a criterion for measuring uncertainty and for defining the resources classes. Then, it is shown that uncertainty can be considerably reduced in the prepared models if soft data are considered; as a result, an increase in measured resource classification is observed.     

基于智能岩性识别的爆破岩体三维实体模型建立

随着智能钻机的研发和使用,能够准确地获得爆破钻孔的岩性数据.通过建立炮孔数据库对智能识别的炮孔数据进行存储和管理;以炮孔岩性数据为样本,使用距离平方反比法对爆破区域范围内的实体单元进行插值,生成爆破岩体三维实体模型;使用爆破区域范围多边形和采场三角网先后对岩体三维实体模型进行裁切,得到裁切后的爆破岩体三维实体模型.使用...     

《工程岩体分级标准》在深部巷道围岩分级中的应用及分析

通过对新旧国标GB 50218-94、GB/T 50218-2014《工程岩体分级标准》相关内容的对比分析,指出了新国标的改进。在国标GB/T 50218-2014《工程岩体分级标准》岩体质量分级的基础上,提出了岩体基本质量指标BQ的简化计算方法,并绘制了岩体基本质量指标与岩石完整程度系数之间的关系,并建立了BQ与R_c、K_v之间的关系表,通过图表结合可以较快地确定岩体基本质量等级。结论可为地下工程稳定性分析提供参考。      

A three dimensional model of muckpile formation and grade boundary movement in open pit blasting

Summary Formulation and case studies of a three dimensional kinematic model are presented. Thein situ overburden geometry can be simulated accurately and various initiation patterns of blasts can be modelled. The overburden geometry, hole patterns and explosive distribution are all explicit model inputs. Because the effect of explosive properties, rock mass condition and inter-row delay are very difficult to measure in terms of blast performance, these are represented in the model by control parameters which are left for calibration using field data. The output of the model is a three dimensional muckpile shape of any cross section and a contour map of grade distribution within the muckpile. Two case studies are presented which have shown that the model is a valuable tool for optimizing production blasting as well as for controlling grade dilution during blasting.     

基于ANSYS/LS-DYNA的岩石爆破结构数值模拟分析

等离子爆破技术是一种新型爆破技术,其爆破孔的设计对整个爆破效果及爆破效率起着决定性的作用。本文基于ANSYS/LS-DYNA建立了爆破孔的有限元模型,并对爆炸荷载作用下掏槽孔孔壁压力及其破碎区进行了数值模拟。研究结果表明,爆破时畸变能的变化自始至终都基本呈椭圆形,孔径越小,积累的能量越大,对岩体破坏越大;孔深长度越短,能量积聚空间越小,爆破对岩体造成的破坏越大;孔深长度的改变对下部岩体影响较小,对中部岩体影响较大。此外由于爆炸实验多为破坏性实验,很难进行原型试验,因此使用数值模拟方法研究爆破孔的结构是可行的,可以作为实际工程的参考。     

爆破振动对双连拱隧道中墙的影响分析

在Ⅱ、Ⅲ级围岩条件下,双连拱隧道常采用双侧全断面法施工。通过对双连拱隧道施工过程中的爆破振动进行三维数值模拟分析,研究了双连拱隧道后行洞爆破施工对中墙的振动影响。结果表明：双连拱隧道后行洞爆破对中墙有较大影响,需采用相应的保护措施,来减小爆破振动对中墙的扰动,而临时支护将会被破坏。     

工程岩体物理场

摘 要　 从岩体的空隙度、强度、变形和渗透性等几个方面说明了岩体的性质受应力状态的 影响情况。这种影响是空间位置的函数‚具有随机场的特点。据此‚提出了工程岩体物理场 的概念。针对岩体性质所具有的这种 “场” 的特点‚认为目前岩体工程中的一些工作方法‚ 如原位试验点的布置、试验数据的统计等‚应相应地作某些改进。 关键词