三汇磨子岩危岩形成过程数值模拟研究

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1、分类号TU452单位代码10618密级学号2120081004硕士学位论文三汇磨子岩危岩形成过程数值模拟研究研究生姓名：宋云梅导师姓名及职称：陈洪凯教授唐红梅教授申请学位类别工学学位授予单位重庆交通大学一级学科名称土木工程论文提交日期2015年4月28日二级学科名称岩土工程论文答辩日期2015年5月9日2015年4月28日重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作戶＾暇琴的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集

2、体己经发衰真異写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确子式巧明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。章垣论文作者签名：日期；又处年月邱曰赛重庆交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保？并向。本人授权重国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅检索、缩巧交通大学可将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行，可Ｗ采用影印印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

3、同时授权中国科学技术信息研究所将本人务、（包括但不限于汇编学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并进行信息服。复制、发行、信息网络传播等），同时本人保留在其他媒体发表论文的权利■｛学位论文倘签备指雜臟Ｃ：年中月文《曰曰期：衣化年ｆ月以？曰曰期冰本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊（光盘版）电子杂志社ＣＮＫＩ系列数据》规定享受相关权库中全文发布，并按《中国优秀博硕±学位论文全文数据库出版章程学位论文作者签名；《教參指导教师签名《讀為ｙ曰期：班月心？曰曰期

4、：兴化年ｃｐ月２？＾白／女年令NumbericalsimulationforformationprocessofMoZiyaninthetownofSanHuiADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：SongYunmeiSupervisor：Prof.ChenHongkaiChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,China摘要本论文选取合川三汇磨子岩危岩为研究对象，运用理论分析和数值模拟相结合的方

5、法，分析采矿活动下危岩的形成破坏机理，为有效防治矿山类危岩灾害提供可靠的科学依据。总结本文的研究成果，可以得出以下几个主要结论：（1）根据文献资料收集及现场调查分析，危岩区地处新华夏构造体系川东褶皱带华蓥山复式背斜的次级褶皱龙家湾背斜的东翼，属倒转褶皱，陡崖顶部裂隙发育。且磨子岩危岩正下方属重庆合川市三汇镇郑家弯煤矿磨子岩井的矿权设置，采矿活动强烈，对危岩形成影响较大。（2）分析研究区地质环境条件，总结出4条对危岩形成起主要作用的因素，即地质构造条件、构造运动及河流下蚀切割、人类采矿活动及降雨等其他

6、触发因素；将危岩体的发育过程分为4个阶段：陡崖及裂缝的形成、后缘裂缝的扩展、潜在危岩体的形成、危岩体的突然崩落，并做出相应的演化模式图。（3）根据磨子岩危岩的形成演化过程分析，提出了磨子岩危岩为拉裂压剪破坏模式，从主控结构面所受的荷载及弯矩效应等方面，对该种破坏模式进行了受力分析，并且建立了其稳定性分析方法。（4）选取磨子岩W2危岩体为建立有限元分析模型，将采矿活动简化为平面问题，分为八个开挖工况，其中，工况一为初始状态，分析了采矿过程中陡崖及危岩体的位移场和应力场变化特性，即：采矿活动使得陡崖岩体

7、位移增大，应力发生重分布，巷道开挖工作面应力集中；随着矿井开挖深度的逐渐增大，陡崖由初始状态时的0.66cm增大至2.81cm，最大拉应力值由6.50MPa增大至16.30MPa；危岩体后部裂缝尖端拉应力集中，大主应力由初始状态下的0MPa增加到为8.456MPa。（5）基于数值模拟分析结果，选取陡崖及危岩体内几个代表性关键点，K1-K11，分析各个工况下各点的位移及应力变化情况，与磨子岩危岩破坏模式相吻合。关键词：磨子岩危岩；破坏模式；矿井开采；数值模拟*本文得到国家自然科学基金（编号513785

8、21）和重庆市国土资源和房屋管理局科技项目（编号CQGT-KJ-2014026）资助IABSTRACTThispaperselectsHechuanSanhuiMoZiyanrocksastheresearchobjects,usingthemethodofnumericalsimulationandtheoreticalanalysis,discusstheformationofdangerousrockbreakingmechanismunderthemining