本書結(jié)合礦業(yè)工程中發(fā)生的一些災(zāi)害現(xiàn)象，研究其中巖體非連續(xù)破壞的定性和定量特征，使用顆粒流理論和方法對這些破壞現(xiàn)象進(jìn)行模擬和分析�，F(xiàn)象包括：巖體地震破壞、巖體爆破、煤巖體自燃、開采過程沖擊地壓等；研究對象包括：尾礦庫、邊坡、巷道、采空區(qū)等。本書論述了作者研究期間提出的一些描述巖土體非連續(xù)破壞過程的模型和方法。
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目錄
《巖石力學(xué)與工程研究著作叢書》序
《巖石力學(xué)與工程研究著作叢書》編者的話
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究工作的目的和意義 1
1.2 研究現(xiàn)狀和存在的問題1
1.2.1 巖體建模方法 2
1.2.2 巖體爆破模擬方法 2
1.2.3 巖體位移及沉降模擬方法 3
1.2.4 煤巖自燃模擬方法 5
1.2.5 巖體地震模擬方法 6
1.2.6 沖擊地壓模擬方法 7
1.3 顆粒流理論 9
1.3.1 顆粒流與PFC 3D 9
1.3.2 物理模型 10
1.3.3 接觸模型 11
1.3.4 阻尼模型 16
1.3.5 熱力耦合模型 17
1.3.6 邊界條件施加 18
1.3.7 一般構(gòu)建過程 18
1.3.8 計(jì)算循環(huán)實(shí)現(xiàn) 19
1.3.9 細(xì)觀參數(shù)標(biāo)定 20
1.4 本書主要內(nèi)容及研究特色 22
參考文獻(xiàn) 22
第2章 巖體建模方法 31
2.1 山地造形方法 31
2.1.1 山形構(gòu)建方法 32
2.1.2 山形網(wǎng)格構(gòu)建 32
2.1.3 山形數(shù)據(jù)處理 33
2.1.4 山形模型構(gòu)建 33
2.2 下落法構(gòu)建巖體模型 34
2.2.1 尾礦庫模型構(gòu)建 35
2.2.2 PFC 3D模型構(gòu)建 37
2.2.3 下落法建模過程 39
2.2.4 煤堆模型構(gòu)建 42
2.3 巖體中不整合面構(gòu)建 43
2.3.1 巖層接觸形式 43
2.3.2 接觸面構(gòu)造方法 44
2.3.3 接觸面模型構(gòu)建 45
2.3.4 模擬與結(jié)果分析 52
2.4 小結(jié) 53
參考文獻(xiàn) 54
第3章 巖體爆破過程模擬 55
3.1 邊坡爆破過程模擬及穩(wěn)定性分析 55
3.1.1 邊坡模型構(gòu)建 55
3.1.2 爆炸模型構(gòu)建 57
3.1.3 模擬與結(jié)果分析 59
3.2 放頂爆破方案模擬 64
3.2.1 工程背景 64
3.2.2 采空區(qū)模型構(gòu)建 66
3.2.3 模擬與結(jié)果分析 69
3.3 邊坡爆破高度對邊坡穩(wěn)定性的影響 72
3.3.1 邊坡模型構(gòu)建 72
3.3.2 模擬與結(jié)果分析 73
3.4 邊坡爆破與飛石距離分析 76
3.4.1 爆破方案設(shè)置 76
3.4.2 飛石模擬與距離統(tǒng)計(jì)分析 77
3.5 厚硬巖層回采處理方案模擬 79
3.5.1 工程背景 79
3.5.2 模型構(gòu)建 80
3.5.3 模擬與結(jié)果分析 81
3.6 爆炸模型改進(jìn) 84
3.6.1 三維爆炸模型構(gòu)建 85
3.6.2 模擬與結(jié)果分析 87
3.7 小結(jié) 92
參考文獻(xiàn) 93
第4章 巖體位移及沉降模擬 95
4.1 充填開采與地面路基沉降模擬 95
4.1.1 巖層模型構(gòu)建 95
4.1.2 模擬與結(jié)果分析 96
4.2 采空區(qū)處理方式與上覆路基沉降模擬 100
4.2.13 種方案模型構(gòu)建 100
4.2.2 模擬與結(jié)果分析 101
4.3 巖層錯(cuò)動(dòng)與復(fù)雜構(gòu)造巖體破壞 105
4.3.1 工程背景 105
4.3.2 模擬與結(jié)果分析 105
4.3.3 最優(yōu)巷道路徑確定 107
4.4 急傾斜煤層開采模擬 108
4.4.1 開采方案 108
4.4.2 方案模型構(gòu)建 109
4.4.3 模擬與結(jié)果分析 111
4.4.4 巖體加固建議 114
4.5 小結(jié) 115
參考文獻(xiàn) 116
第5章 煤巖自燃過程模擬 117
5.1 采空區(qū)遺煤發(fā)火模擬 117
5.1.1 工程背景 117
5.1.2 遺煤發(fā)火細(xì)觀模型構(gòu)建 118
5.1.3 模擬與結(jié)果分析 119
5.1.4 模型改進(jìn)研究 121
5.2 煤堆自燃模擬 122
5.2.1 工程實(shí)例 122
5.2.2 氧氣流動(dòng)模型構(gòu)建 123
5.2.3 模擬與結(jié)果分析 123
5.3 殘煤自燃與礦邊坡穩(wěn)定性 126
5.3.1 工程實(shí)例及模型構(gòu)建 126
5.3.2 模擬與結(jié)果分析 127
5.4 邊坡殘煤自燃溫場確定 130
5.4.1 氧流場及細(xì)觀模型構(gòu)建 130
5.4.2 模擬與結(jié)果分析 131
5.5 煤巖自燃與復(fù)雜邊坡穩(wěn)定性 133
5.5.1 自燃模型構(gòu)建 133
5.5.2 模擬結(jié)果分析 134
5.6 小結(jié) 136
參考文獻(xiàn) 137
第6章 巖體地震模擬與穩(wěn)定性 139
6.1 尾礦庫地震穩(wěn)定性 139
6.1.1 尾礦庫模型構(gòu)建 139
6.1.2 地震模型構(gòu)建 139
6.1.3 模擬與結(jié)果分析 140
6.2 一般邊坡的地震穩(wěn)定性 141
6.2.1 工程實(shí)例及模型構(gòu)建 142
6.2.2 模擬與結(jié)果分析 143
6.3 順坡裂隙邊坡地震破壞模擬 145
6.3.1 工程背景及模型構(gòu)建 145
6.3.2 模擬與結(jié)果分析 146
6.3.3 地震模擬結(jié)果總結(jié) 148
6.3.4 治理方案及效果分析 149
6.4 逆坡裂隙邊坡地震破壞 150
6.4.1 模型構(gòu)建 150
6.4.2 模擬與結(jié)果分析 151
6.4.3 與順坡裂隙邊坡破壞的對比 153
6.5 廢棄采空區(qū)地震與地表沉降 154
6.5.1 模型構(gòu)建 154
6.5.2 模擬與結(jié)果分析 155
6.6 小結(jié) 159
參考文獻(xiàn) 160
第7章 沖擊地壓過程模擬 162
7.1 沖擊地壓細(xì)觀過程 162
7.1.1 沖擊地壓與能量理論 162
7.1.2 細(xì)觀過程與能量關(guān)系 163
7.2 不同深度沖擊地壓過程 168
7.2.1 沖擊地壓模型構(gòu)建 168
7.2.2 沖擊地壓過程分析 170
7.3 深度及傾角對沖擊地壓的影響 175
7.3.1 模型構(gòu)建 176
7.3.2 模擬與結(jié)果分析 177
7.4 沖擊地壓特征量數(shù)值關(guān)系 180
7.4.1 特征量提取 181
7.4.2 特征量關(guān)系分析 181
7.5 小結(jié) 184
參考文獻(xiàn) 185
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