矿井深部巷道围岩变形浅析及控制

矿井深部巷道开挖后处于裂隙、塑性、弹性围岩包围范围内。通过计算对包围巷道围岩的3种圈层范围的力学性能进行分析,进而阐述了巷道的变形机制,得出了塑性圈层围岩内的应力应变表述式。对于选择巷道的支护机制,经济有效的控制裂隙化圈层范围的扩大,改善其应力状态,提高其自身的残余强度和承载能力,对深井巷道锚杆综合支护体系的选择,提供了一定的理论支持。     

土质隧道支护方式对围岩稳定性影响的模型试验研究

以相似理论为基础,采用砂土模拟围岩,铁丝模拟锚杆。实测隧道开挖过程中,不同洞周支护力、不同锚杆长度以及锚杆与洞周支护力共同作用下围岩应力分布、稳定性及分区的变化规律。采用有限元模拟不同锚杆长度下围岩的应力分布规律,并基于D-P屈服准则得出围岩塑性区的范围。研究结果表明,采用锚杆与洞周支护力联合支护,更能充分发挥围岩自身的承载能力。锚杆的支护长度应不小于无支护时的松动区外包半径大小。松散围岩条件下,锚杆的长度不宜小于隧洞跨度的1/5,综合支护时洞周支护力大小宜为原岩垂直应力的5%左右。对比试验与有限元模拟结果,有限元模拟所得结果相比于试验较为保守。     

小浪底水利枢纽地下厂房岩体支护效果数值分析研究

介绍了小浪底水利枢纽地下厂房岩体力学行为数值分析的过程和方法,包括采用的屈服准则、三维几何模型、岩体力学参数、地应力场、开挖过程模拟和支护结构模拟方法。给出了1.0和0.8两种侧压力系数下,无支护结构、无预应力锚索有锚杆有衬砌、有预应力锚索有锚杆有衬砌3种情况的计算结果,研究结果表明：（1）支护结构对限制围岩位移和塑性区开展作用不大,但对于固定松动破碎岩块、防止洞周局部崩塌脱落有不可缺少的作用;（2）开挖过程对预应力锚索拉力影响不大;（3）开挖过程引起混凝土衬砌较大拉应力,围岩表面的钢筋网,对于限制衬砌开裂和防止其脱落,有重要作用。     

锚注支护机理及参数优化研究

对锚注支护机理进行了分析，得出巷道锚注支护可改善锚杆，裂隙面及围岩的力学性能，减小围岩塑性区及巷道位移，提高围岩的稳定性，并运用正交设计方法对锚注支护参数进行优化，确定了主要影响因素，提出了可供参考的支护方案。     

新型高强预应力让压锚杆巷道支护性能的数值模拟

一种新型的高强高预应力让压锚杆在国内煤矿深埋巷道支护中得到了成功应用,与普通锚杆相比,高强度、高预应力和让压性能是其主要特点。基于高强预应力让压锚杆力学模型,建立了让压锚杆-围岩相互作用体系的有限元数值模型,并对巷道围岩应力分布、位移和锚杆受力性能进行了分析。结果表明,高强预应力让压锚杆系统能够减小锚杆荷载,且可防止大变形和深井巷道支护中锚杆过早地进入屈服,对杆体具有保护作用。     

深部高应力巷道变形特性与支护时机

岩石的赋存环境及结构特征决定了岩石的强度准则,从而影响围岩的力学特征与变形特性。依托云南某矿山深部接替工程,以岩石强度准则为基础,分析围岩力学及变形特性,对巷道合理二次支护时机进行研究,以降低深部巷道高地应力环境下围岩呈现出的明显流变性能对巷道支护效果的影响。结果表明:以偏差绝对值之和为目标得出广义H-B准则平均拟合偏差mf最小;对摆佐组围岩进行力学及变形特性分析,最大塑性区半径及范围、最大巷道周边位移随围岩应力的增加近似呈线性增加,且随支护阻力增大逐渐减小;原岩应力大于36 MPa时,围岩流变现象显著,围岩应力增至51 MPa时,随支护阻力增加,巷道周边位移降低明显,但收敛变缓;引入蠕变损伤变量,以稳定蠕变速率为判据,得出当前巷道围岩应力41.5 MPa下巷道合理二次支护时机为开挖后133 h。      

深部岩巷分区破裂围岩稳定性控制方法及应用

深部高地应力岩巷开挖后围岩内出现分区破裂现象,采用传统的原设计方案巷道稳定性差。根据巷道围岩变形破坏的现场监测结果,经过理论分析和支护试验,提出了“提高法向约束、锚杆增韧止裂、协调耦合支护、应力内部转移、分区充填注浆、增强围岩强度”的锚注一体化综合控制方法理念。并提出了相对应的综合支护技术,即首先采用高预紧力超强锚杆及时支护围岩,锚杆的长度和数量分别由监测结果和分区支护能量判据确定;其次采用高强锚索让压梁支护巷道顶板,实现锚杆、锚索的协调耦合支护和围岩应力内部转移;最后采用中空分段螺旋式注浆技术进行滞后加固。最后针对监测巷道采用锚注一体化综合控制方法和技术进行了支护优化设计并进行现场支护试验,监测结果表明,优化支护的巷道稳定性良好。     

考虑渗透力和原始Hoek-Brown屈服准则时圆形洞室解析解

采用原始Hoek-Brown非线性屈服准则,推导了渗透力作用下圆形洞室弹塑性解析表达式。根据解析公式,绘制了渗透力作用下基于原始Hoek-Brown屈服准则的围岩特性曲线、塑性区半径与洞壁支护力关系曲线、塑性区半径与围岩自重应力关系曲线,并与基于Mohr-Coulomb屈服准则以及不考虑渗透力的图形进行了对比研究,研究表明：应用原始Hoek-Brown屈服准则求出的洞室径向位移和塑性区半径都大于应用Mohr-Coulomb屈服准则求出的结果;在围岩情况较好的条件下基于原始Hoek-Brown屈服准则计算的塑性区半径远大于基于Mohr-Coulomb屈服准则算出的值;渗流效应对地下洞室的塑性区半径和洞壁径向位移的影响十分显著。     

基于Levy-Mises本构关系及D-P屈服准则的轴对称圆巷理想弹塑性解

如何判断巷道开挖后在无支护反力条件下的围岩弹塑性变形及围岩应力重新分布的力学行为一直是人们研究的重点问题。卡斯特纳方程(Kastner equation)的求解存在以下不足和缺陷：(1) 对支护反力的力学处理存在缺陷,不具有工程实际意义;(2) 塑性区应力求解,没有使用到假设的理想弹塑性材料的塑性本构关系;(3) 塑性区应力求解,没有考虑沿巷道轴向方向的应力的影响。基于增量型本构关系即Levy-Mises关系及D-P屈服准则,对轴对称圆巷进行了理想弹塑性条件的求解。公式计算结果与卡斯特纳方程计算结果和数值模拟计算结果分别进行了对比分析。由于该求解弥补了卡斯特纳方程求解中忽略的3个问题,因此,其结果更具有理论意义和实践价值。     

深部高应力软岩巷道耦合支护效应研究及应用

巷道要经历开挖前稳定、开挖扰动、支护稳定或再破坏的演化过程,巷道稳定状态受原岩应力场-开挖扰动应力场-支护应力场相互作用的影响。采用FLAC~(3D)分析了不同预紧力与间排距条件下锚杆、锚索产生的围岩支护应力场的分布特征,定义了围岩应力扩大系数k来表征围岩应力的扩散效果,揭示了锚杆、锚索预紧力耦合支护效应。针对朱集西矿深部巷道特征与地质条件,提出了锚网索喷+U型钢支架+注浆+底板锚注分步联合支护技术方案,开展了三维相似材料模型试验,验证了该支护技术方案的合理性与可行性,揭示了深部高应力软岩巷道围岩变形破坏与支护结构受力演化规律,并成功应用于工程实践,解决了深部高应力软岩巷道支护难题。监测结果表明,该联合支护方案有效地控制了深部高应力软岩巷道围岩大变形与底臌,保证了巷道围岩与支护结构的长期稳定及安全。     

基于风化剥落深度的衢州古城墙小西门岩石砌块和蛎灰勾缝条长期抗风化能力研究

不同岩石在相同风化环境条件下的抗风化能力不同。如何评定岩石的抗风化能力是近年来人们十分关注的研究课题之一,因为它对岩石风化机理分析和石质文物长期保护研究有着重要的科学价值。位于浙江省衢州市的古城墙小西门建于明代晚期。小西门城墙的岩石砌块有多种岩性,它们之间的风化剥落深度相差较大。利用三维激光扫描仪测量了小西门某特定研究区中包含多种岩性的岩石砌块的风化剥落深度,并以此来评定不同岩性岩石的长期抗风化能力,以给出相应的排序。在现场还发现,与所研究的多数岩石砌块相比,被古人用作为古城墙各砌块之间勾缝的黏合材料蛎灰的抗风化能力更强。     

岩石力学性质及可钻性分级研究

岩石力学性质和可钻性是分析和评价岩石抵抗破碎和钻进的基本性质，也是合理选择碎岩工具和工艺的基础。因此，对岩石力学性质和可钻性的深入研究，采用能够反映某种碎岩方式实质的综合力学性质指标评定岩石可钻性，应用数理统计学原理，依据岩石力学性质和可钻性指标，建立表示岩石可钻性的数学模型，并以此模型进行岩石可钻性分级，可及满足岩土工程施工生产的急需。     

辽宁本溪牛毛岭马家沟组顶部剖面微相分析与沉积环境

牛毛岭马家沟组顶部剖面位于本溪国家地质公园牛毛岭景区的东部.通过对碳酸盐岩的微相分析,恢复了马家沟组顶部剖面沉积环境并总结了沉积环境变化规律.依据标本研究划分出14种微相类型,包括1种风暴岩微相类型、9种缓坡微相类型、3种标准微相类型和1种自定义微相类型.此剖面自下而上划分为3个低能型向上变浅潮缘旋回.旋回一的沉积环境由内缓坡的潮缘或潟湖,至沙滩和沙堤,至潮汐水道的潮缘;旋回二沉积环境由局限或开放的内缓坡,至潮缘的浅潮下带和个别层位的潮间、潮上带;旋回三最为典型,沉积环境由灰色灰岩的中缓坡,至潮缘,再到黄色调碳酸盐岩的潮缘浅潮下带,至潮间、潮上带的蒸发潟湖,至干旱气候下潮间、潮上带的蒸发海岸.推断染色的Fe³⁺和黏土矿物为陆源,此剖面点处是碳酸盐岩孤岛（洲）的潮缘环境.     

某些岩浆岩成岩温度测定

近年来,作者对一些不同类型岩浆岩(花岗岩、霞石正长岩、流纹岩、凝灰熔岩、玄武岩等)矿物中包裹体进行了研究,总结出鉴定熔融(固化)包裹体的特征,并利用南京大学仪器厂生产的LGHS-1型高温加热台对一些岩浆岩进行了成岩温度测定。加热台测温范围0—1450℃±,20℃加热腔体积为0.8立方厘米,温差20—50℃。利用岩石熔融包裹体均匀化温度,可以作为探讨岩浆岩矿物形成温度的一个手段。     

中国火成岩化学元素的丰度与分布

在中国各构造单元构选采了１０３６４件火成岩样品合成１１３１个分析样，采用仪器中子活化法，Ｘ射线荧光光谱法，原子吸收法，原子荧光光谱法，催化波极谱法和分光光度法等１５种可靠分析方法进行测试，对一些难测痕量元素采用了最新的分析研究成果，以同类国家一级标准物质监控分析质量。     

支持向量机与微电阻率成像测井识别火山岩岩性

针对火山岩储层,从岩石化学成分分类和岩石结构分类两个角度出发,提出了一种利用测井资料识别火山岩岩性的方法。基于取芯薄片鉴定资料获得对应井段的常规测井数据,利用统计学习理论中的支持向量机方法对其处理,得到地质上按岩石化学成分分类的火山岩岩性类别。建立地层微电阻率成像测井图像与不同结构火山岩岩性之间的对应关系,归纳出典型的微电阻率图像模式,从而得到地质上按岩石结构分类的火山岩岩性类别,结合上述两者结论确定最终岩性,实现了运用支持向量机算法处理常规测井资料与微电阻率图像模式相结合的火山岩岩性测井识别新方法。     

EFFECTS OF PHASE CONTINUITY ON RHEOLOGY OF TWO-PHASE ROCKS:A CONTINUUM MECHANICL MODEL

Based on continuum mechanics,we have developed a model for semi-quantitative estimating effects of phase continuity on flow strength of two-phase rocks including partially melted or crystallized rocks.Calculations of the bulk flow strength of composite rocks as functions of the volume fraction,geometrical shape and continuity of the constitutive phases involve in numerically solving two non-linear equations and thus are easy to be performed.The model has been justified by a good agreement between the predicted and measured results on diabase (64% clinopyroxene and 36% plagioclase) in the range of experimental temperatures and strain-rates.It is believed that the present model could provide an approximate estimate for the rheological evolution of magmatic rocks during their life cycle of melting-crystallization-deformation.     

地壳深俯冲与富钾火山岩成因

富钾火山岩是一类兼具壳幔双重地球化学特征的特殊岩石组合 ,它们不可能由亏损或原始地幔所派生 ,成岩过程中必须有地壳物质的参与 ,将地壳物质引入富钾火山岩成岩过程的主要动力机制即是深俯冲作用。洋壳和陆壳均可以通过俯冲进入地幔 ,俯冲地壳物质析出流体对地幔岩石的交代作用是导致富钾火山岩具特殊地球化学特征的主要原因。根据对大别—苏鲁造山带南北两侧晚中生代富钾火山岩的实例研究 ,表明该区火山岩的形成均受到了俯冲洋壳析出流体的交代作用 ,但造山带北侧富钾火山岩的形成还叠加了俯冲的扬子陆壳析出流体的交代作用 ,是多次富集事件综合作用的结果。文中还对富钾火山岩成因研究中值得进一步深入探索的问题进行了讨论。     

LASER PROBE ~(40)Ar/ ~(39)Ar DATING OF MICAS ON THE DEFORMED ROCKS FROM ALTYN FAULT AND ITS TECTONIC IMPLICATIONS,WESTERN CHINA

LASER PROBE ~(40)Ar/ ~(39)Ar DATING OF MICAS ON THE DEFORMED ROCKS FROM ALTYN FAULT AND ITS TECTONIC IMPLICATIONS,WESTERN CHINAtheNationalNaturalScienceFundCommittee (NO .4 9772 157)     

MAGMATISM AND TECTONO-MAGMATIC EVOLUTION OF JINNING CYCLE OF EASTERN KUNLUN OROGENIC BELT

MAGMATISM AND TECTONO-MAGMATIC EVOLUTION OF JINNING CYCLE OF EASTERN KUNLUN OROGENIC BELT1　JiangChunfa ,YangJingshui,FenBinggui,etal.OpeningclosingtectonicsofKunlunmountains[M] .Beijing:GeologicalPublishingHouse ,1992 .12 5～ 14 3(inChinesewithEnglishabstract) . 2　GuFengbao,WuXianglong,JiangChangyi.Hercynian—Indo SiniancycleGraniteassociationandtheirtectonicsettinginEastKunlun[J] .QinghaiGeology ,1996 ( 1) :18～ 30 .…