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2007年03月22日

【期刊论文】基于倾角变化的开采沉陷模型及其GIS可视化应用研究

戴华阳

岩石力学与工程学报2002年1月第21卷第1期/Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Jan., 2002, 21 (1): 148-148,-0001,():

摘要

讨论了开采沉陷的两个基本问题:(1)地表连续变形预计模型关于煤层倾角的统一性问题:(2)大倾角煤层开采地表非连续变形问题。在以下三个方面取得进展:(1)首次提出基于倾角变化的建模思想,视大倾角为闭区间[0°,90°]上的一个子域,建立了适应于各级别倾角开采沉陷的统一模型和预计方法——矢量预计法。矢量法不仅适用于大倾角而且也可用于小倾角煤层开采的地表移动预计。① 以任一倾角煤层开采为建模出发点,视倾斜面积微元为可按空间等量原则进行投影分解的微元矢量,依据随机介质理论,分别建立水平分量和竖直分量的开采影响函数,按叠加原理并考虑采动层面效应构建倾斜面积微元的单元移动盆地,通过全开采域的积分建立基于倾角变化的开采沉陷基本模型;② 以0°和90°煤层开采最大下沉与开采空间的关系为基础,推证和建立了基于倾角变化的地表最大下沉值计算公式,把最大下沉值计算统一于一个既满足边界条件又具有普遍性的公共模型;③ 由于预计模型把倾角因素置于建模过程中,使矢量预计法得以引入与开采空间几何要素(倾角、尺寸)无关而只综合反映上覆岩层岩性的岩层移动参数,从而增强了参数的可借鉴性和它对于预计模型反映开采沉陷形态的能力:④ 在计算边界的确定方面, 由工作面角点的采深与拐偏性,按工作面角点或按边确定计算边界,为处理任意形状工作面与其周边采动性的关系提供了便利方法。(2)通过相似材料模型实验、数值计算和现场试验方法,揭示了大倾角煤层开采岩层移动规律和地表非连续变形的机理,建立了急倾斜煤层开采层间弱面条件下地表非连续变形的计算方法,填补了我国关于急倾斜煤层开采地表非连续变形研究的空白。① 在国内首先成功地进行了急倾斜煤层(a=60。)开采的相似材料模型实验,在实验和有限元分析基础上,揭示了岩层以层梁沿岩层法向移动形成喇叭形的垮落断裂带的岩移形式和传递方式,揭示了采动应力因介质岩性的差别而在弱面问大量释放,使弱面两侧岩层发生程度不同的弯曲和相对移动的非连续变形机理;② 分析了地表非连续变形与采矿条件和弱面因素之间的影响关系及非连续变形发生的条件,确定了非连续变形的主要影响因素及其影响方式:③ 提出了地表非连续变形的度量方法,建立了急倾斜煤层开采地表非连续变形的计算方法和步骤。(3)在上述模型的编程实现和可视化应用方面,采用GIS技术,用Maplnfo作为平台,构建了集成地表移动预计、求参和采动损害分析于一体的可视化分析系统(MAS)。在MAS系统下,应用基于倾角变化的开采沉陷模型和非连续变形计算方法,取得了实际应用研究的良好效果,模型的可靠性得到了实测资料的验证。

关键词: 基于倾角变化的开采沉陷模型, 非连续变形, 矢量预计法, GIS可视化应用

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2007年03月22日

【期刊论文】急倾斜煤层开采地表非连续变形计算方法研究

戴华阳, 王金庄, 滕永海, 唐志新

煤炭学报2000年8月第25卷第4期/JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETY Aug. 2000, Vol. 25, No. 4,-0001,():

摘要

提出了惠倾斜煤层开采地表非连续变形的度量方法;采用有限元法分析了层间弱面条件下地表非连续变形的影响因素;创建了急倾斜煤层开采地表非连续变形关于采动程度、弱面位置、弱面宽度、弱面介质特性的计算方法。实例分析表明,计算方法应用简便,效果良好,为地表非连续变形的计算提供了新速经。

关键词: 急倾斜煤层开采, 层间弱面, 非连续变形, 计算方法

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2007年03月22日

【期刊论文】急倾斜煤层开采非连续变形的相似模型实验研究

戴华阳, 王金庄, 张俊英, 郑志刚

湘潭矿业学院学报2000年9月第15卷第3期/J. XIANGTAN MIN. INST. Sep. 2000, Vol. 15, No. 3,-0001,():

摘要

与缓倾斜煤层开采相比,急货斜煤系地层常隐含软弱夹层,其露头容易出现台阶和裂缝;与切割岩层的结构面比较。层间软弱面井不对移动盆地起全局控制作用,而只产生局部影响。通过综合考虑急倾斜地层与层间弱面两个因素,阐明了急倾斜煤层开采地表非连续变形的发生务件;采用相似材料模型实验。研究了岩层垮落、弯曲、离层的方式和形态;提出了急倾斜煤层开采岩层的层梁移动模式;揭示了地表非连续变形的形态特征和变形机理,为进一步研究地表非连续变形的计算提供了依据。图7,表2,参7。

关键词: 急倾斜煤层, 地层弱面, 非连续变形, 相似模型实验

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2007年03月12日

【期刊论文】深埋巷道破裂围岩位移分析

靖洪文, 李元海, 许国安, 陈坤福

中国矿业大学学报2006年9月第35卷第5期/Journal of China University of Mining &. Technology Sep. 2006, Vol. 35, No. 5,-0001,():

摘要

针对深埋巷道围岩普遍处于破裂状态的特点,采用非连续变形分析(DDA)软件对巷道围岩松动圈非连续体位移影响因素的变化规律进存了模拟研究.分析了用锚杆、锚索和注浆加固以增加围岩破裂面的黏结力、抗拉强度和内摩擦角的数值来减少位移量的机理,提出了非连续体巷道失稳破坏的判断标准,并对埋深1 159 m的大松动圈围岩巷道的非连续体位移进行了定量计算和实地观测.实测结果与DDA软件计算值比较吻合,说明对于深埋巷道破裂围岩采用DDA方法进行位移计算和支护参数设计是可行的.

关键词: 非连续变形分析, 深埋巷道, 破裂围岩, 位移

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2007年03月12日

【期刊论文】地下工程破裂岩体位移规律数值分析

靖洪文, 许国安

岩石力学与工程学报2003年8月第22卷第8期/Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Aug., 2003, 22 (8): 1281-1286,-0001,():

摘要

结合地下工程破裂岩体特点,采用“非连续变形分析(DDA)”计算程序,首次定量研究了非连续围岩体位移影响因素的变化规律,根据计算结果提出了地下工程支护“关键部位”的概念及其稳定性判据,指出非水平煤岩层地下工程围岩上帮及底板,尤其是上帮为支护的“关键部位”。

关键词: 地下工程, 深部地下建筑, 非连续 破裂岩体, 位移

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2006年12月13日

【期刊论文】排桩隔振的理论与应用

高广运, 杨先健, 王贻荪, 吴世明

建筑结构学报,1997,18(4):58~69,-0001,():

摘要

本文首次提出了地面连续和非连续屏障隔振的概念。指出非连续排桩屏障的散射效应决定隔振效果;而屏障的衍射效应决定其影响范围;同时对柔性屏障应避免其与入射波的“吻合效应”。通过理论与试验分析。证明圆形截面排桩有较好的隔振效果。在工程上,突破了w∞ds等提出的桩径必须大于被屏蔽的波长的1/6结论(对于主要的地面波,桩径约需3~5m,这意味着在工程中无法实现),其屏蔽效果的主要影响因素是地基土的波长、屏障的深度和长度等。根据波的衍射理论和实测研究,在近场(主动隔振)屏障和远场(被动隔振)屏障的设计深度方面,得出了与已有理论不同的结论。对屏障的面积率与波长的关系亦提出了定量计算公式,并应用于地面隔振工程设计。

关键词: 排桩, 隔振, 地面连续屏障, 非连续屏障

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2006年12月13日

【期刊论文】多排桩屏障远场被动隔振分析

高广运, 李志毅, 邱畅, 杨先健

岩土力学与工程学报,2005,24(21):3990~3995,-0001,():

摘要

视桩为弹性半空间中的异质体,以瑞利波散射的积分方程为基础,首次对多排桩屏障的远场被动隔振效果进行了三维分析。详细讨论了影响隔振效果的几个主要参数,指出非连续排桩屏障隔振起到的是整体屏蔽作用。研究表明,影响多排桩屏障体系隔振效果的厚度主要取决于桩的排数,与桩的截面尺寸关系不大;密布小截面多排桩隔振效果与空沟和填充沟相当;桩的排距对隔振效果影响小;每一排桩的桩间净距是影响隔振效果的重要参量,为了获得满意的隔振效果,应控制相邻桩的桩间距足够小。最后,通过工程实例验证了多排桩的隔振效果。

关键词: 岩土工程, 多排桩屏障, 远场被动隔振, 瑞利波散射, 积分方程, 非连续屏障

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2008年04月30日

【期刊论文】煤矿开采中的岩层应力分布与变形移动的DDA模拟

左建平, 鞠杨, 宋振铎, 田鹭璐, 周宏伟

岩土工程学报2007年2月第29卷第2期/ Chinese Journal of Geotechnical Engineering Feb., 2007 Vol. 29 No. 2,-0001,():

摘要

应用DDA数值方法模拟分析了深部煤矿开采中上覆岩层的应力场变化和变形移动规律,并与相似物理模型试验进行了对比。结果表明:DDA法可以有效地模拟出上覆岩层的应力场变化趋势和变化范围、不连续块体的变形和位移、岩层垮落和“离层”现象。数值模拟结果与模型实验结果相吻合。

关键词: 非连续变形分析(DDA), 应力, 变形移动, 岩层, 数值模拟, 深部开采

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