节理岩体采动损伤与稳定
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作者常来山 著
出版社冶金工业出版社
ISBN9787502467357
出版时间2014-10
装帧平装
开本32开
定价28元
货号1201124196
上书时间2024-05-28
商品详情
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作者简介
常来山，1963年出生，教授，硕士生导师。主要从事矿山岩体稳定监控与安全高效开采方面的教学和科研工作。先后负责完成鞍矿公司科研项目15项，负责完成露天矿滑坡治理设计27项，《眼前山露天铁矿高陡边坡稳定研究》于2004年获教育部科技进步二等奖，《大型深凹露天矿岩体边坡稳定性与治理技术研究及应用》与2013年获中国钢铁工业协会、中国金属学会冶金科学技术一等奖。2004年辽宁省百千万人才工程入选百人层次(04B142)。主编《采矿技术问答》，化学工业出版社，2008。主编很好工程师配套教材：《地下矿围岩压力分析与控制》，冶金工业出版社，2014-8；《露天矿边坡稳定分析与控制》，冶金工业出版社，2014-8
目录
1 绪论 7
2 节理聚类与统计 10
2.1 露天矿边坡工程特点 10
2.2 眼前山铁矿概况 12
2.3 节理聚类分析 14
2.4 节理参数随机统计 21
2.5 本章小结 25
3 节理网络模拟与损伤张量 27
3.1 损伤力学简介 27
3.2 节理岩体损伤张量 33
3.3 节理网络模拟 38
3.4 损伤张量与随机分布 42
3.4 本章小结 46
4 岩体采动损伤分析原理 47
4.1 节理岩体损伤力学分析模型 48
4.2 FLAC开挖模拟与采动损伤耦和分析 51
4.3 断裂力学与损伤演化 57
4.4 损伤演化模拟步骤 64
4.5 本章小结 66
5 边坡岩体采动损伤与稳定分析 67
5.1 FLAC建模与开采模拟 67
5.2 边坡岩体采动损伤与演化 71
5.3 节理岩体强度与采动损伤 86
5.4 矿山边坡采动损伤与稳定性 91
5.5 本章小结 107
6 边坡岩体采动损伤与可靠性分析 110
6.1 露天矿边坡可靠性分析基本思路 110
6.2 岩体强度的空间变异性 113
6.3概率损伤与演化 126
6.4 采动岩体概率损伤 130
6.5 矿山边坡可靠性动态变化 131
6.6 本章小结 136
7 露井联采边坡岩体损伤与稳定 138
7.1 平朔矿区概况 138
7.2 边坡工程地质调查 142
7.3 露井联采FLAC分析模型 148
7.4节理岩体损伤与强度关联模型 150
7.5 露天开采与边坡岩体损伤 154
7.6 井工开采与边坡岩体损伤 164
7.7 露井联采岩体损伤与强度 167
7.8 采动损伤与极限平衡分析 169
7.9 本章小结 172
内容摘要
本书系统总结了作者近十年的研究成果，针对目前露天矿节理岩体边坡的稳定性工程评价中存在的岩性参数不考虑时空效应的不足，通过引入岩石损伤力学、断裂力学、数值模拟等理论和技术，以鞍钢眼前山铁矿南帮节理岩体边坡为工程实例，系统探讨了岩体采动损伤演化规律以及稳定性、可靠性因采场下降、卸荷损伤而呈现的动态变化规律，并进一步应用到露井联采边坡的稳定性评价中。
精彩内容
大型深凹露天矿山的关键生产技术难题是高陡边坡的稳定性评价与控制，总体边坡角的陡缓1°之差关系到数亿元剥弃岩石费用，同时也关系到边坡稳定或失稳的安全风险，严重者可致露天矿提前闭坑。目前边坡稳定性定量分析的方法主要是数值模拟和极限平衡计算，随着计算机技术、岩土分析技术的迅速发展和大量岩土工程软件的出现，其模拟分析与计算技术取得重大进展，从而工程稳定分析的正确性则更多取决于岩体力学参数的合理性。
对于露天矿节理岩体边坡的稳定性分析，目前通常的做法是根据现场节理发育程度和岩石室内实验结果，按照经验强度准则确定边坡岩体的力学参数，同一岩性赋于相同的力学参数进行稳定性计算并做出评价，这种做法与工程实际不尽相符，存在重大缺陷。极限平衡优化搜索确定的危险滑面既高又深，边坡高度是关键因素，且对内摩擦角的取值非常敏感，而通常的矿山边坡岩体，在无大型结构面控制的条件下，其变形破坏大多数仅涉及数个台阶的几十米高度范围内，而力学参数中则对粘聚力较为灵敏。现有分析方法这一不足出现的实质是计算中未考虑到岩体因采动损伤而导致的力学参数时空效应，边坡面附近的岩体受开挖爆破、采动卸荷影响较大，次生卸荷、爆破结构面发育，岩体破碎，且伴随采场向下延伸而更趋严重。
岩体是含有断层、节理、层理、片理、微裂隙、晶格缺陷等形态各异、尺寸悬殊的结构面的多裂隙复杂介质。岩体中的节理通常由多次构造运动形成，具有明显的成组性，多组优势节理必然导致岩体力学参数的各向异性。同时岩体也是伴随着开挖施工，特别是矿山几十年服务期内的采矿爆破生产而质量逐渐劣化的工程岩体，岩体内各点的次生应力场频繁变化调整，卸荷裂隙的产生及原生裂隙的扩展会导致节理裂隙分布规律发生变化，进而表现为强度的非均匀性，伴随矿山生产开挖及次生应力场的调整，岩体中的节理裂隙可能近一步扩展，导致岩体损伤的增加，开挖扰动对岩体的影响不仅表现为在空间上是变化的，距开挖区越近的岩体损伤越大，强度越低，而且随着露天采场的下降，岩体的强度进一步降低，具有卸荷意义上的时间效应，是一个不可逆的过程。因此，在岩体边坡稳定性分析中考虑到多裂隙岩体力学参数的这种时间、空间效应，探讨一条合理的解决问题途径无疑具有较重要的理论价值和实际意义。
本书系根据多年科研工作成果总结编写而成，系统开发了相应计算分析程序，特点是：以损伤力学基础理论为主线，以解决工程实际问题为目标，系统探讨了考虑岩体因采动损伤而导致的强度空间变异性、时效性和各向异性的稳定性评价问题，论点新颖且贴近客观实际。
本书的研究还较肤浅，作者水平有限，书中难免存在谬误和不当之处，敬请读者批评指正。十余年的研究过程中，得到了中国矿业大学（北京）王家臣教授的辛勤指导，煤炭科学研究总院李绍臣博士的大力协助，以及辽宁科技大学众多同仁和国内大量专家的亲切关怀与大力支持，在此表示衷心感谢。
常来山
2014年8月于辽宁鞍山
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