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- 珊瑚钨矿岩体质量分级与基于Hoek-Brown强度准则的岩体强度估计
- 2025年
- 岩体强度是矿山工程安全稳定性分析的关键力学参数。结合珊瑚钨矿小型机械化开采技术攻关项目,在对岩体结构面进行详细调查的基础上,采用BQ、Q和RMR等3种方法进行岩体质量分级与稳定性评价,然后基于定量GSI和Hoek-Brown准则估计岩体强度,获得准确可靠的岩体强度参数。研究结果表明:(1)灰岩岩体的优势节理面走向为NNW-SSE或NW-SE,倾向为NE或SW,倾角较大,体积节理数Jv为7.07~9.88条/m^(3),完整性系数Kv为0.55~0.63,岩体总体较完整;(2)灰岩岩体的[BQ]值、Q值和RMR89值分别为380.96,5.58和59,岩体质量等级为Ⅲ级或一般;(3)根据BQ分级结果,当巷道或采场跨度小于5 m时,围岩可基本稳定;根据Q分级结果,巷道或采场的最大不支护跨度约为6.35 m;根据RMR分级结果,当巷道或采场跨度为5 m时,围岩平均自立稳定时间可达7 d;(4)基于定量GSI和Hoek-Brown准则估计岩体强度,获得了灰岩岩体的Hoek-Brown强度参数和等效Mohr-Coulomb强度参数,为采矿设计和岩体稳定性分析提供了准确可靠的力学参数。
- 雷显权刘福春刘福春张军熊有为
- 关键词：岩体质量分级岩体强度HOEK-BROWN强度准则地质强度指标
- 基于Hoek-Brown强度准则的地下洞室开挖可靠度分析
- 2024年
- 地下洞室可靠度分析在地下空间开发工程中具有重要意义。采用拉丁超立方抽样法对工程实测获得的结构面特征指标进行抽样,将样本数据代入地质强度指标GSI评价体系中获得GSI概率分布函数,然后基于Hoek-Brown经验强度准则计算获得围岩力学参数的概率分布函数,进而利用数值模拟获得地下洞室变形量的概率分布函数,并结合洞室开挖的最大允许位移将求解可靠度指标转化为求解超过最大允许位移的概率。以五岳抽水蓄能电站为例,计算了主厂房不同部位的位移超过最大允许位移的概率,对主厂房的稳定性进行了评价。评价结果与工程实际情况基本相符,说明本文提出的方法可有效用于地下工程的开挖可靠度分析.
- 李涤非冯文凯张帆周永健易小宇
- 关键词：地下洞室可靠度分析HOEK-BROWN强度准则
- 基于Hoek-Brown强度准则的软岩隧洞稳定性分析及应用
- 2024年
- 为解决复杂地质赋存条件下隧洞施工阶段的稳定性分析问题,基于Hoek-Brown强度准则,根据弹塑性理论得出侧压力系数为1.0条件下,圆形隧洞的塑性区半径计算公式,并提出围岩塑性区发展系数。研究了围岩塑性区发展系数C_(p)与隧洞埋深以及地质强度指标GSI之间的关系。以滇中引水工程楚雄段部分洞段为工程背景,使用点荷载实验仪确定该洞段泥质粉砂岩单轴抗压强度,结合抗拉强度确定Hoek-Brown关键参数之一—岩石材料常数,随后结合围岩纵向变形曲线、围岩特征曲线和支护特征曲线,对隧洞初期支护结构稳定性进行分析,并与Carranza归一化方法进行对比。研究结果表明,随着围岩质量的降低和埋深的增加,隧洞开挖后进入塑性状态的围岩范围也随之增大;使用该方法获得的围岩塑性范围大于Carranza归一化方法获得的围岩塑性区范围;对于该隧洞而言,现有初期支护结构的安全系数均大于1.0,可保持隧洞稳定,且使用该方法进行稳定性分析比使用Carranza归一化方法分析更加安全保守,这对于复杂地质条件下的软岩隧洞工程安全施工是有利的。
- 任子健王涛吴顺川耿晓杰浦仕江程海勇
- 关键词：隧道工程HOEK-BROWN强度准则收敛约束法
- 基于Hoek-Brown强度准则的溶蚀作用下灰岩力学参数计算方法被引量：1
- 2024年
- Hoek-Brown强度准则广泛使用于岩石及岩体工程中,针对地下工程中灰岩围岩洞室受溶蚀作用其稳定性会降低的问题,提出一种相应的参数计算方法.基于Hoek-Brown强度准则中可描述溶蚀作用下灰岩的力学特性的地质强度指标G,构建其与卸载点值和溶蚀时间的函数方程.通过灰岩单轴压缩试验结果,并结合Flac3D软件数值模拟得出函数方程的参数.为验证计算方法的合理性,将试验结果和数值模拟结果进行对比,结果表明计算结果和试验结果吻合度高.最后归纳出G的变化率随卸载点、溶蚀时间的演化规律.上述研究成果可对溶蚀作用下的洞室围岩稳定性动态演化规律的相关计算与数值模拟提供理论支撑.
- 何城虎汤艳春
- 关键词：灰岩溶蚀作用HOEK-BROWN
- 基于Hoek-Brown强度准则的锚杆支护效应研究被引量：1
- 2024年
- 基于围岩增强理论原理,通过数值模拟对锚杆支护效应的量化问题进行了研究分析,建立锚杆密度与GSI之间的等效换算关系,从而对锚杆的支护效应进行量化,并得到以下结论:①锚杆密度与GSI分数之间成线性正相关,锚杆密度越大,GSI分数越高,对围岩的提升作用越大;②在锚杆密度一定的情况下,减小锚杆的排距比减小锚杆的间距对提高围岩强度的效果更为明显;③锚杆支护对硬岩的提升作用不显著,对软岩的增加效果十分明显,岩石越软锚杆的增强作用越明显。
- 金宇轩
- 关键词：隧道围岩稳定锚杆收敛-约束法
- 一种改进的真三轴Hoek–Brown强度准则被引量：1
- 2023年
- Hoek–Brown强度准则已经广泛应用于岩石与岩体力学分析、岩石边坡稳定性分析、岩石隧道设计等领域,但常规Hoek–Brown强度准则未考虑中间主应力对岩石强度的影响,应用上不能反映岩石的真三轴力学性能,因此有必要对Hoek–Brown强度准则进行改进。通过分析岩石的真三轴试验结果,明确了岩石中间主应力对岩石强度的影响存在增强和抑制两种特征,当中间主应力大于临界值σ*2时,岩石强度被增强;当中间主应力小于临界值σ*2时,岩石强度被减弱。基于中间主应力的临界应力状态,引入中间主应力系数β,将一种2维Hoek–Brown强度准则改进为真三轴Hoek–Brown强度准则。采用非线性拟合方法确定了模型中的参数,通过对比8种岩石类型的真三轴试验数据,对改进后强度准则的精确性和普适性进行验证,并与其他3种真三轴强度准则做对比。结果表明:改进的真三轴强度准则的最佳参数m取值均能落在Hoek和Brown建议的取值区间,能够继承Hoek–Brown强度准则的优点。改进后的强度准则对8种岩石类型的均方根差(RMSE)均低于另外3种准则,能够准确预测岩石强度,且适用于大多数岩石类型,较好地体现了中间主应力对岩石强度的影响;Pan–Hudson准则总是在低σ2条件下高估岩石强度值,在高σ2条件下低估岩石强度值;Zhang–Zhu和Priest准则对岩石类型具有较强依赖性,描述精度较差。因此,改进的真三轴Hoek–Brown强度准则具有重要的应用推广价值。
- 石祥超李清鲮刘建锋高雷雨卓肖
- 关键词：中间主应力真三轴
- 基于爆破损伤的Hoek-Brown强度准则修正被引量：3
- 2022年
- 传统隧道围岩分级方法未考虑爆破损伤因素对围岩分级的影响,爆破作为隧道主要开挖方法,其产生的岩体损伤对岩体分级评判标准的影响不可忽略。笔者分析了基于Hoek-Brown强度准则的岩体力学参数取值方法,指出了Hoek-Brown强度准则和现有改进公式中确定岩体参数存在的不足。考虑爆破累积损伤效应,提出了不同围岩级别下Hoek-Brown经验常数m_(b)、s、a的计算方法,建立了考虑隧道埋深与爆破累积损伤效应的不同围岩级别的Hoek-Brown强度准则经验常数计算公式。以龙南隧道1号斜井爆破现场试验得到的声波变化率对修正公式进行了检验分析,验证了Hoek-Brown强度准则岩体经验常数修正公式的准确性。
- 马栋周传波夏宇磬张波
- 关键词：HOEK-BROWN准则岩体力学参数
- 基于Hoek-Brown强度准则磷矿体开采稳定性分析被引量：1
- 2022年
- 磷矿是保障精细磷化工生产和粮食供应的物质基础,而地下缓倾斜磷矿体的开采一直是个难题.该文以湖北兴山后坪矿段磷矿层地下开采为研究背景,采用有限差分软件FLAC^(3D),基于Hoek-Brown强度准则,对磷矿层的开采过程进行了数值模拟.首先进行单轴压缩模拟试验,求得各岩体的单轴抗压强度、弹性模量和泊松比,模拟试验结果和室内试验结果基本一致.然后研究了磷矿层开采过程中采空区围岩的应力变化情况、上覆岩体的位移规律和矿柱屈服区分布情况,从而评价采空区的稳定性.最后,分析了在缓倾斜磷矿体中实施浅孔房柱法开采的可行性.
- 刘骞赵杨赵先宇王涛
- 关键词：磷矿HOEK-BROWN强度准则
- Hoek-Brown强度准则在强烈砂化白云岩力学参数估算中的应用被引量：5
- 2022年
- 白云岩砂化是滇中引水工程玉溪段面临的典型地质问题之一。砂化白云岩物理力学参数的准确获取可以为施工和设计提供依据,保障隧洞施工人员的生命财产安全,具有重要的工程意义。强烈砂化白云岩因其岩体结构较为破碎,难以通过制作标准试样进行室内试验获取岩体力学参数。基于此,为了快速获取强烈砂化白云岩岩体力学参数,通过现场调查以及针贯入试验,运用Hoek-Brown强度准则对其岩体力学参数进行估算,并将估算结果与现场岩体平硐试验结果进行对比。研究结果表明:通过Hoek-Brown强度准则估算的强烈砂化白云岩力学参数绝大部分值落在试验值区间内,Hoek-Brown强度准则在强烈砂化白云岩岩体力学参数估算中运用效果良好。根据估算结果给出研究区强烈砂化白云岩的岩体力学参数建议值,可为工程建设提供支撑,具有一定的推广价值。
- 董家兴周志强王志荣赵毅然李建国沐红元左澍琼赵永川
- 关键词：HOEK-BROWN强度准则
- 基于Hoek-Brown强度准则的浅埋隧道掌子面稳定性分析被引量：1
- 2022年
- 为了研究浅埋掌子面被动模式下的稳定性,构建浅埋隧道的二维被动破坏模式,被动破坏模式由有限个刚性平动多块体组成。将孔隙水压力视为外力进行做功,基于极限分析理论利用Hoek-Brown强度准则研究浅埋隧道掌子面被动破坏模式下的稳定性。通过虚功率原理推导得到浅埋隧道被动破坏模式下的极限支护力的目标函数,采用非线性规划求解函数得到其上限解。将本文方法和既有文献中的方法得到的结果进行比较,极限支护力的上限解随参数的变化趋势一致,误差范围最大仅为4.03%。研究分析了不同参数条件下浅埋隧道掌子面极限支护力的变化规律,结果表明:随着孔隙水压力系数ru和扰动因子D的增大,浅埋隧道掌子面的被动破坏机制下的极限支护力和被动破坏范围呈现逐渐增大的趋势,而随着GSI和参数mi的增大而减小;孔隙水压力对隧道的稳定性有着显著的不利影响。该方法可为浅埋隧道掌子面的被动破坏机制下支护力的设计优化提供参考。
- 张世民付开黄睿杨桦郭帅
- 关键词：浅埋隧道掌子面稳定性
