金川二矿区巷道围岩力学参数空间效应数值分析

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1、第23卷第1期岩石力学与工程学报23(1)：64～682004年1月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringJan.，2004金川二矿区巷道围岩力学参数*空间效应数值分析121侯哲生韩文峰李晓12(中国科学院地质与地球物理研究所北京100029)(天津城建学院天津300381)摘要用有限元位移反分析法，对金川二矿区某巷道的围岩力学参数(变形模量)进行了空间效应的数值分析。分析结果表明，在岩体破碎、工程地质条件恶劣且处于高地应力环境中的金川矿区，巷道由于开挖卸荷，岩体质量下降，相应的力学参数变化很大。最后，初

2、步得出了此巷道围岩变形模量的空间分布规律。关键词岩体力学，金川二矿区，空间效应，有限元法分类号TU452文献标识码A文章编号1000-6915(2004)01-0064-05NUMERICALANALYSISONSPATIALEFFECTOFMECHANICALPARAMETEROFSURROUNDINGROCKSINJINCHUANDEPOSITⅡ121HouZhesheng，HanWenfeng，LiXiao1(InstitueofGeologyandGeophysics，TheChineseAcademyofSciences，Beijing100

3、029China)2(TianjinInstitueofUrbanConstruction，Tianjin300381China)AbstractFEMback-analysisofdisplacementisusedtoexplorethespatialeffectofdeformationmodulusofsurroundingrocksinJinchuandepositII.Afteranalysis，itisfoundthatthedeformationmodulusischangedgreatlyasaresultofexcavationan

4、dunloadingofsurroundingrockswhichissituatedintheenvironmentofhighstressfieldandbadengineeringgeologyconditions.Atthesametime，thespatialdistributionofdeformationmodulusisobtained.Keywordsrockmechanics，JinchuandepositII，spatialeffect，FEM设的关键。1前言由于经历了地质构造运动长期的继承性活动，又遭受了岩浆岩频繁的侵入与穿插作

5、用，矿区岩层金川镍矿是我国三大资源综合利用基地之一。破碎，完整性差，工程地质条件恶劣，给矿山的生其矿体长约6.5km，宽几十到五百多米，深达千米产和建设带来了极大的困难，制约了金川镍矿的开以上。含矿母岩为超基性岩体，被NEE向斜切断层发。尤其处在不良岩层中的巷道，在施工中难以顺分割为四个相对独立的矿区，自西向东依次为三、利完成。出现这种情况的原因，一方面是由矿区恶一、二、四矿区。二矿区占金川矿床矿产储量的75%，劣的工程地质条件和高地应力等因素所致；另一方其中品位在2%以上的富矿又占全矿金属镍储量的面，在井巷的设计和施工中，缺乏合理和科学的岩76%，因

6、此二矿区的生产和建设是金川镍钴基地建体力学参数依据也是重要原因之一。2001年12月24日收到初稿，2002年3月16日收到修改稿。*国家重点基础研究发展规划(973)资助项目(2002CB412702)。作者侯哲生简介：男，28岁，1998年毕业于西安建筑科技大学采矿工程专业，2001年在兰州大学获岩土工程专业硕士学位，现为中国科学院地质与地球物理研究所在读博士研究生，主要从事岩土工程数值模拟及稳定性分析方面的研究工作。E-mail：hzscy@263.net。第23卷第1期侯哲生等.金川二矿区巷道围岩力学参数空间效应数值分析•65•目前对岩体力学参

7、数的研究方法有现场试验1.5m的辉绿岩脉外，其余全为二辉橄榄岩，其结法、室内试验法、经验类比法和反分析法等，由于构面主要为构造结构面。其中Ⅲ级结构面11条，Ⅳ反分析法具有方便易行等许多优越性，已广泛地应级结构面35条。巷道各类结构面的密度由NW向用于实际工程中。反分析法分为应力反分析法、位SE有递增的趋势。如线密度由4.88条/m增至7.15移反分析法和混合反分析法。其中的位移反分析法22条/m；面密度由8.32条/m增至12.62条/m；RQD[1]更是普遍得到工程技术人员和科研人员的青睐。值相应地由46%降至14.98%。试验巷道地质状况对于地下巷

8、道围岩力学参数的位移反分析，目见图1。前通常把围岩视作具有均一参数的一种介质，这样根据试验巷道