在现代矿山工程领域,针对复杂地质条件下巷道的稳定性问题,始终是工程师们面临的一个严峻挑战。特别是在深部节理岩体中,如何有效进行巷道开挖并确保其长期稳定,不仅关系到矿山作业的安全,还对经济效益产生深远的影响。为了更好地理解和解决这一问题,研究者们提出了“一种节理围岩巷道开挖物理模型试验方法及其应用”,这种方法通过采用物理模型试验的方式,对金川矿区的典型菱块状围岩巷道进行了模拟开挖,从而为解决实际工程问题提供了重要的理论和技术支撑。
在物理模型试验的具体实施过程中,研究者们创新性地提出了一种浇-砌混合搭建方法。众所周知,传统的物理模型试验往往依赖于单一的建造方式,但这种方式在模拟具有复杂结构特征的节理围岩时,难以同时保证模型的真实性和实验的效率。为了解决这一矛盾,研究团队巧妙地将砌块堆砌与外圈浇筑相结合,通过这种方式不仅在很大程度上保持了岩体结构的相似性,同时也极大地提高了模型的制作速度和试验效率。这种既具有结构真实度,又能提升效率的混合方法,对于同类研究具有重要的借鉴意义。
在巷道开挖方面,研究者们设计了一种新型的巷道开挖装置。该装置通过螺旋牵引预埋模具的方式,不仅确保了开挖成型的精度和质量,还有效减少了对模型的外力扰动,这对于保持模型的稳定性和提高试验结果的准确性具有重要作用。在实际的物理模型试验中,通过该装置实现的巷道开挖过程,能够比较准确地复现实际工况下巷道的变形和破坏特征。
文章中提到的模型试验验证环节,进一步验证了该物理模型试验方法的科学性和实用性。通过对金川矿区巷道的模拟开挖,试验成功地再现了工程中巷道的变形破坏特征,这不仅证实了该方法能够真实地模拟实际情况,也展示了其在预测巷道稳定性方面的有效性。这项研究的成功,为矿山工程领域提供了一个新的技术参考,有助于提高矿山安全水平和优化采矿工程设计。
关键词节理岩体、巷道开挖、物理模型试验以及浇-砌混合,揭示了该研究的主旨,即如何利用物理模型试验来研究节理岩体中的巷道开挖问题。这项工作得到了国家自然科学基金的资助,由李光、马凤山等研究人员共同完成。李光博士后专注于地质工程研究,而马凤山研究员和博士生导师则在地质工程与地质灾害领域有着深入的研究,他们的合作为该研究的深入提供了坚实的技术支持和理论基础。
总体而言,这项研究成果对于预测和分析节理岩体巷道开挖过程中的稳定性问题具有重要的理论和实践意义。该方法不仅科学严谨,而且具有高度的实用操作性,为矿业工程领域提供了一项创新性的技术工具,有助于推动矿山安全和采矿工程设计的进一步发展。通过这样的研究和实践,我们期待能够为矿山工程的稳定性问题提供更为精确和高效的解决方案。