礦業工程建設中的幾個巖土力學問題分析論文

時間：2024-09-29 12:01:40 工程力學畢業論文我要投稿

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　　摘要：巖土力學與巖土工程學科以準確認知、描繪、評估和猜測巖土體的力學性質和做法，保證雜亂環境下工程巖土體的變形、強度和安穩性滿足工程需求為首要任務。它服務于不一樣的工程范疇，如土木建筑、水利水電、市政工程、交通、鐵路、水運、海洋、石油、采礦、環境、軍事工程等范疇。本文將首要討論礦業工程建筑中的幾個巖土力學疑問。

礦業工程建設中的幾個巖土力學問題分析論文

　　關鍵詞：礦業系統工程論文

　　因為我國特定的地質條件、環境條件以及工程規劃，大規劃工程建筑面對許多發達國家未曾有過的技能難題，對工程規劃、施工和運轉提出了嚴重應戰，即如安在惡劣的地質環境條件下進行優化規劃，并避免因不當的工程措施導致巖土工程災禍，到達“安全可靠、經濟合理、技能可行、環境友好、運轉高效”的工程方針。這就需求闡明巖土體及其賦存的地質環境與工程之問的相互作用機理，需求考慮各種因素對巖土體變形和安穩的影響，如荷載的多維性、荷載隨時刻的改變、循環荷載、振蕩荷載，地層條件和鴻溝形狀的雜亂性，巖土體構造的雜亂性，巖土飽滿度改變，巖土與構造的相互作用等，然后為采納合理的工程操控措施供給科學依據[1]。

　　1.礦業工程建筑中巖土力學剖析的含義

　　盡管巖土力學與工程學科開展敏捷，但因為巖土體及其賦存環境的雜亂性，并限于現在的研討手法和開展水平，各類工程范疇的巖土工程災禍時有發作，如大型滑坡、大體積塌方、大面積沉降、大規模滲透損壞、突水、突泥及突氣等，造成嚴重人員傷亡和經濟損失。巖土工程災禍事端難以遏止的要害疑問在于大家對這些災禍的發作機理缺少深入研討，尚無有用指導這些災禍猜測和防治的體系理論和辦法。這就需求巖土力學與工程的理論指導和技能支持，特別需求提醒災禍發作的巖土地質特征與賦存環境、誘發條件、孕育演化的動力學進程、致災機理，建立巖土工程災禍孕育演化進程的時空猜測和動態調控理論，準確評估災禍危險并進行合理操控，為巖土工程災禍防治供給理論和技能支持[2]。

　　總之，巖土力學與巖土工程以其科學疑問的基礎性、使用范疇的廣泛性、多學科的交叉性、學科體系的拓寬性，已經變成有關工程學科開展的基礎性學科。該學科的開展水平和研討深度，事關很多工程建筑的安全、質量和效益，事關國民經濟、社會開展及生態環境等國計民生。因此，巖土力學與巖土工程在很多學科中具有重要的不可或缺的戰略地位。很多工程建筑急需巖土力學與工程學科快速開展，完成理論上的嚴重突破、技能上的嚴重創新，推進國家經濟建筑及社會可持續開展。

　　2.礦業工程建筑中巖土力學剖析的首要內容

　　關于位移、應變和應力的規則是常見的工程力學方面的規則。在這種規則下，假如力和位移的重量是沿坐標軸的正方向，則取為正。拉伸正應變和拉伸正應力取為正。假如截面外法線方向相關于坐標原點向外，則單元割離體截面上剪應力正方向亦向外，反之亦然。巖體中天然應力狀況和由開挖活動發作的應力狀況普遍是緊縮狀況。假如遵從一般的工程力學方面關于應力的規則，與巖石中的應力和應變有關的一切數值運算操作將包含負值。盡管這并不會導致概念上的艱難，但為了核算便利和更為準確，適宜選用巖石力學中應力和應力剖析的如下規則：

　　①沿坐標軸正方向作用的力和位移重量為正；②縮短正應變取為正；③緊縮正應力取為正；④若截面內法線相關于坐標原點向內指，則截面上剪應力方向相關于坐標原點向內為正，反之亦然。

　　巖石和巖體，無論是干燥的仍是飽滿的，在大多數工程荷載作用下，均表現為彈性體或近似彈性體。

　　巖石特別是巖體內部，必然有節理、裂隙、構造面、脆弱夾層等。這些構造廝、脆弱夾層，其物質成分、微觀構造、力學性質都比較雜亂，其力學性質也許歸于非線性彈性、彈塑性或粘彈性等。關于構造面和脆弱夾層而言，它們含水狀況是否飽滿，作用力方向和構造面、脆弱夾層的展布方向是筆直仍是平行或許歪斜，影響很大、區別顯著、工程作用大不相同。因為巖石、巖體本構聯系的多樣性、雜亂性及不確定性，這兒只研討巖石、巖體作為彈性體、近似彈性體的狀況。

　　巖土資料的非彈性做法有更深層次的因素。這些年來盡管沒有很老練的理論，可是有關的盡力卻一向沒有中止。這些年，類脆性資料（包含巖石、混凝土）的開裂與塑性耦合理論開端在混凝土的力學剖析中嶄露頭角。該理論以為，混凝土構造的終究損壞是在部分發作裂紋以后的事，所以，混凝土構造的塑性屈服條件應當和開裂聯系起來。而混凝土的開裂歸于類脆性開裂，裂紋頂級沒有脆性金屬裂紋頂級那樣的高度的應力會集。微觀裂紋前方，有一個所謂的“損害進程區”存在，開裂進程發作在進程區內，而隨后的微觀裂紋外表將發作沖突滑動，即塑性變形[3]。

　　3.礦業工程建筑中的幾個巖土力學疑問剖析

　　首要，巖土力學本質上是一門使用力學學科分支，其本構理論、滲流及多相流運動理論、THM多場耦合理論、安穩剖析和動力剖析理論等，均廣泛汲取了固體力學、流體力學、動力學與操控等各力學分支學科的理論成果。分形理論、驟變理論、協同學理論、混沌動力學理論、耗散構造理論、重整化群理論等非線性科學在巖土力學中獲得了成功的使用。其次，20世紀60年代以來，隨著核算機技能及數值模仿技能的迅猛開展，核算力學逐漸變成一門獨立學科分支，并敏捷滲透到巖土力學與巖土工程學科，為處理雜亂巖土力學及巖土工程疑問供給了高效的手法、辦法和途徑。再者，各類室表里實驗技能、現場監測技能以及操控爆破開挖、預應力錨索錨桿加固支護、高壓固結灌漿、大噸位振蕩碾壓機械、TBM掘進機械等施工技能、設備和技能的開展。

　　關于巖土工程疑問，因為地質作用，天然巖土體中貯存有很多的節理、斷層、軟夾層、層面等不連續界面，使巖土體變成較雜亂的構造體.對此類疑問，在巖土力學有限元核算中，就必須選用一類特別單元進行模仿。因為巖土工程的開挖使開挖鴻溝暴露，這些鴻溝點（如地下巷道的周邊）本來處于必定的初始（初始）應力狀況，開挖使這些鴻溝點的應力“開釋”，然后導致圍巖應力場和位移場的重新散布.模仿這一開挖作用現在普遍選用Dancan提出的“回轉應力開釋法”。

　　定論

　　經過對礦業工程建筑中的幾個巖土力學疑問的研討，為準確認識巖土體、合理利用和改造巖土體供給了技能支持，使巖土體物理力學特性、工程優化規劃與評估、地質災禍操控與防治等研討建立在更堅實的理論和技能基礎上，然后深化了學科基礎研討的深度，拓寬了學科工程使用的規模。

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