Comparison of Kriging and Neural Networks With Application to the Exploitation of a Slate Mine

To carry out an efficient and effective exploitation of a slate mine, it is necessary to have detailed information about the production potential of the site. To assist us in estimating the quality of slate from a small set of drilling data within an unexploited portion of the mine, the following estimation techniques were applied: kriging, regularization networks (RN), multilayer perceptron (MLP) networks, and radial basis function (RBF) networks. Our numerical results for the test holes show that the best results were obtained using an RN (kriging) which takes into account the known anisotropy. Differing deposit configurations were obtained, depending on the method applied. Variations in the form of pockets were obtained when using a radial pattern with RBF, RN, and kriging models while a stratified pattern was obtained with the MLP model. Pockets are more suitable for a slate mine, which indicates that the selection of a technique should take account of the specific configuration of the deposit according to mineral type.     

东昆仑德尔尼铜矿喷流岩——铁硅质岩的发现及其成矿意义

德尔尼地区的"炭质(砂)板岩"是一个使用了30多年的岩石名称,前人把这类岩石当作与成矿并无任何关系的一种沉积岩。本次工作发现并证实这类岩石进一步可分为2种:一种为陆源碎屑岩,即正常沉积岩——炭质(砂)板岩,与成矿无直接关系;另一种为海底喷流作用形成的一种喷流岩——铁硅质岩。由此推断德尔尼大型铜(钴)矿床,是一个以海底喷流-沉积成矿为主体的后期有叠加成矿的多期成矿作用形成的矿床。这在德尔尼地区寻找该类矿床有重要的理论意义和指导意义。     

木寨岭板岩隧道塌方的结构失稳分析及预防措施研究

目前国内已有较多穿越板岩地层的隧道工程,由于板岩的独特性质,板岩隧道工程问题多发,塌方是较为频发的现象之一。通过对木寨岭隧道塌方现象的分析,研究板岩隧道塌方的工程特征及影响因素,在此基础上运用板的稳定理论探讨板岩塌方现象的发生机制,结合实例进行分析,提出预防塌方现象的关键措施,并通过现场实际效果进行检验。结果表明,板岩的层状特性及初期支护跟进的不及时是发生塌方的根本因素,预防塌方现象应从这两点加以入手。木寨岭隧道后续施工的顺利进行,证明对于板岩隧道塌方原因的认识及预防措施的选取较为准确,对类似隧道工程塌方的预防及治理有一定的借鉴和参考意义。     

板岩遇水软化的微观结构及力学特性研究

通过偏光显微镜、电子扫描电镜、粉晶X射线衍射,测定板岩泡水过程中吸水率、润湿角的变化,不同浸泡时间下的矿物颗粒微观结构、孔隙度的变化,并通过三轴压缩实验,研究了板岩泡水后发生软化的过程与机理。研究表明：板岩在浸泡后吸水率受板岩内层理面的产状、密度等参数的影响而改变,随着泡水时间的增加,吸水率在最初两天内变化较大,后期变化不太明显;板岩内部矿物颗粒在浸泡过程中产生体积膨胀,胶结变得松散,颗粒膨胀的时间稍滞后于吸水率的变化过程;三轴压缩实验结果显示,板岩浸泡后发生软化,峰值抗压强度随着吸水率增加按负对数规律降低;微观结构分析及润湿角的降低趋势表明,随浸泡时间延长,矿物颗粒之间的毛细管力、表面张力降低,使得板岩内部黏结力降低,宏观上则体现为岩石发生软化;在垂直于层理面方向更易发生体积膨胀,因此岩石在浸泡后更易沿着层理面产生破坏。     

基于声发射多重分形特征的层状板岩失稳前兆研究

为探究层状板岩失稳前兆,开展了5组不同层理倾角（0°、30°、45°、60°、90°）板岩的单轴压缩试验,分析了其破坏形态、声发射参数及多重分形特征,讨论了多重分形谱宽Δα与损伤演化的关系,得到了基于多重分形的破坏前兆及预警时间。结果表明：当层理倾角由0°增加到90°时,板岩先由张拉劈裂破坏向劈裂剪切破坏转变,接着变为剪切滑移破坏,最终转变为张拉劈裂破坏;振铃计数突增以及低频-高幅信号比例的持续增加可作为板岩失稳前兆,且层状板岩在裂纹贯通阶段低频-高幅信号占比随层理倾角的增大呈先减后增的变化过程;多重分形谱宽?α先突减再突增也可作为不同层状板岩的失稳前兆,且Δα的突增时间提前于损伤突变,Δα预警时间随层理倾角的增大呈先增后减再增的变化过程,层理倾角为30°时预警时间最长。     

川西康定—新都桥段菠茨沟组板岩蠕变特性及损伤模型

岩石的蠕变特性与岩体的长期稳定性有着密切联系。随着我国西部地区各深埋隧道的开挖,为保证工程安全性及地下建筑的长期稳定,迫切需要开展复杂应力状态下岩石蠕变特性的研究。传统的蠕变本构模型难以对岩石加速蠕变阶段进行准确的描述,且现有蠕变模型难以对菠茨沟组板岩的蠕变特性进行有针对性的拟合。因此,选取川西康定—新都桥段菠茨沟组板岩为研究对象,在查明地质环境背景和岩石矿物成分基础上开展了卸荷蠕变试验,分析了菠茨沟组板岩在卸荷条件下的变形特征,揭示了板岩蠕变特性及卸荷过程中的损伤演化规律;考虑卸荷蠕变过程中的损伤累积效应,引入损伤变量,对传统西原模型中牛顿体元件进行改进,建立能描述加速蠕变阶段的蠕变损伤模型。研究表明：卸荷条件下,板岩变形以瞬时弹性应变为主,随偏应力水平增加蠕变现象显著增强;板岩的长期强度有20.2%~27.1%折减;采用1-stOpt对非线性蠕变损伤模型进行参数辨识,拟合理论曲线与试验值吻合度较高,相关系数达到0.945;损伤变量引入后,改进的非线性蠕变损伤模型可以较合理地描述研究区板岩卸荷蠕变特性。该研究可为相关工况下围岩稳定性分析提供理论依据。     

沪昆客专姚家隧道板岩宏观崩解特性及微观机理研究

针对板岩遇水软化、崩解的特点,以沪昆客运专线长昆湖南段CKTJ-IX标段姚家隧道DK384+080附近的板岩岩样为研究对象,进行成分、微观结构测试和浸水崩解试验,分析板岩的宏观崩解特性和微观机理。试验结果表明:随着干湿循环次数的增加,粒径大于2 mm的崩解物颗粒逐步向小于2 mm粒径区间过渡;对于不同风化程度的板岩,粒径大于2 mm的崩解物向其它粒径区间过渡的程度不同;风化程度越高,板岩的耐崩解性指数越低,其抵挡软化、崩解的能力越差;板岩的矿物成分、结构构造和充填胶结特征等内部因素对其崩解性起着控制作用,地理气候条件等外部因素是引起板岩崩解的诱发条件,各因素的作用效力和作用时间的不同使板岩的崩解强弱程度不尽相同。     

不同围压下板岩三轴压缩过程能量及损伤分析

根据不同围压下板岩三轴试验的结果,研究不同围压下板岩的能量变化规律和损伤分析。研究结果表明,不同变形阶段板岩的弹性应变能、耗散能的变化情况不同,弹性应变能先增加后减小,耗散能加载初期几乎为零,进入屈服段急剧增加。根据弹性应变能与总吸收能之比将岩石压缩过程中裂隙发展划分为3个阶段：裂隙稳定发展阶段、裂隙加速发展阶段和裂隙贯通阶段。岩样破坏后总吸收能、耗散能与围压的关系表明,从开始加载到屈服段,畸变比能和体变比能之和U^e'大体等于弹性应变能U^e;从屈服段到峰值强度,U^e'小于U^e且差值越来越大。从能量角度定义损伤变量,认为：低围压状态对应较低的耗散能、较高的损伤值;高围压状态对应较高的耗散能、较低的损伤值。     

四川石材资源及其开发建议

四川是一个石材大省。本文依据详尽的经济地质资料介绍了四川主要高档优质石材。四川产出的优质石材,包括红色系列、黑色系列、蓝绿色系列的花岗石;白色系列、黑色系列的高档大理石,在国内外拥有广大的潜在市场。鉴于此,提出了关于四川石材开发利用的有益建议。     

压剪应力条件下板岩细观力学本构模型

为了研究板岩力学性质,采用细观力学方法对板岩建模进行了研究,并建立了板岩损伤本构模型。在模型中增加了对剪胀变形机制和渗流对变形影响的内容,使得模型能够更好地表述板岩的变形特性。所建立模型能够考虑微裂纹闭合、摩擦滑移、自相似扩展等过程。理论与试验对比结果表明本文模型是适用的。