各向异性岩体虚位移解研究及在钨矿床分析中的应用

"各向异性岩体中的虚位移解及其应用 (1989年)。本文用Fourier变换导出了在各向异性岩体中的应位移解，并基于此解开发了适用于脉状钨矿床分析的计算机程序BEF。通过使用BEF程序对脉状钨矿床进行分析研究，得出了一些有价值的结论。文章讨论了各向异性岩石的边界元数学模型，以及在采矿工程中考虑分步开挖和断层破碎带的影响。" 在采矿工程领域，尤其是在处理各向异性岩体（如富含节理、断层和破碎带的岩层）时，理解和模拟岩体的应力和位移变化至关重要。各向异性岩体是指在不同方向上物理性质（如弹性模量和泊松比）存在差异的岩石。在这样的环境中，采矿活动会导致复杂的应力和位移重新分布，进而影响采场的稳定性。 本文介绍了如何运用Fourier变换来导出各向异性岩体中的应位移解，这是一个关键的数学工具，可以更精确地描述岩体在开采过程中的动态响应。基于这个解，作者开发了一款名为BEF的计算机程序，该程序特别设计用于分析脉状钨矿床的特性。通过对脉状钨矿床进行数值模拟，BEF程序能够提供关于矿床稳定性、应力分布和位移变化的有价值信息。 采矿工程的一大特点是分步开挖，这使得前一步的开采会对后续步骤产生力学影响。为了模拟这种效应，文章提出了反转应力的概念，即在开挖前在采场周边施加与原始应力大小相等、方向相反的“开挖力”。当采场逐步开挖时，这种附加力会随着时间推移而改变，导致新的应力场和位移状态。 此外，文中还提到了模拟断层和破碎带的影响，这些地质结构会显著改变应力路径和分布。在数值方法中，建立能反映这些特性的边界元数学模型是必要的。边界元方法是一种数值计算技术，特别适合处理复杂边界条件下的问题，如各向异性岩体中的应力和位移分析。 通过BEF程序的应用实例，文章得出了有关采场稳定性、应力变形历史和过程的结论，这对于采矿工程的设计和安全评估具有实践指导意义。这种方法的实施有助于优化开采策略，减少潜在的岩体破坏，提高资源的经济性和安全性。