本书结合矿业工程中发生的一些灾害现象，研究其中岩体非连续破坏的定性和定量特征，使用颗粒流理论和方法对这些破坏现象进行模拟和分析。破坏现象包括岩体地震破坏、岩体爆破、煤岩体自燃、开采过程冲击地压等；研究对象包括尾矿库、边坡、巷道、采空区等。主要内容包括：岩体建模方法、岩体爆破过程模拟、岩体位移及沉降模拟、煤岩自燃过程模拟、岩体地震模拟与稳定性、冲击地压过程模拟。
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《岩石力学与工程研究著作丛书》序
《岩石力学与工程研究著作丛书》编者的话
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究工作的目的和意义 1
1.2 研究现状和存在的问题1
1.2.1 岩体建模方法 2
1.2.2 岩体爆破模拟方法 2
1.2.3 岩体位移及沉降模拟方法 3
1.2.4 煤岩自燃模拟方法 5
1.2.5 岩体地震模拟方法 6
1.2.6 冲击地压模拟方法 7
1.3 颗粒流理论 9
1.3.1 颗粒流与PFC 3D 9
1.3.2 物理模型 10
1.3.3 接触模型 11
1.3.4 阻尼模型 16
1.3.5 热力耦合模型 17
1.3.6 边界条件施加 18
1.3.7 一般构建过程 18
1.3.8 计算循环实现 19
1.3.9 细观参数标定 20
1.4 本书主要内容及研究特色 22
参考文献 22
第2章 岩体建模方法 31
2.1 山地造形方法 31
2.1.1 山形构建方法 32
2.1.2 山形网格构建 32
2.1.3 山形数据处理 33
2.1.4 山形模型构建 33
2.2 下落法构建岩体模型 34
2.2.1 尾矿库模型构建 35
2.2.2 PFC 3D模型构建 37
2.2.3 下落法建模过程 39
2.2.4 煤堆模型构建 42
2.3 岩体中不整合面构建 43
2.3.1 岩层接触形式 43
2.3.2 接触面构造方法 44
2.3.3 接触面模型构建 45
2.3.4 模拟与结果分析 52
2.4 小结 53
参考文献 54
第3章 岩体爆破过程模拟 55
3.1 边坡爆破过程模拟及稳定性分析 55
3.1.1 边坡模型构建 55
3.1.2 爆炸模型构建 57
3.1.3 模拟与结果分析 59
3.2 放顶爆破方案模拟 64
3.2.1 工程背景 64
3.2.2 采空区模型构建 66
3.2.3 模拟与结果分析 69
3.3 边坡爆破高度对边坡稳定性的影响 72
3.3.1 边坡模型构建 72
3.3.2 模拟与结果分析 73
3.4 边坡爆破与飞石距离分析 76
3.4.1 爆破方案设置 76
3.4.2 飞石模拟与距离统计分析 77
3.5 厚硬岩层回采处理方案模拟 79
3.5.1 工程背景 79
3.5.2 模型构建 80
3.5.3 模拟与结果分析 81
3.6 爆炸模型改进 84
3.6.1 三维爆炸模型构建 85
3.6.2 模拟与结果分析 87
3.7 小结 92
参考文献 93
第4章 岩体位移及沉降模拟 95
4.1 充填开采与地面路基沉降模拟 95
4.1.1 岩层模型构建 95
4.1.2 模拟与结果分析 96
4.2 采空区处理方式与上覆路基沉降模拟 100
4.2.13 种方案模型构建 100
4.2.2 模拟与结果分析 101
4.3 岩层错动与复杂构造岩体破坏 105
4.3.1 工程背景 105
4.3.2 模拟与结果分析 105
4.3.3 最优巷道路径确定 107
4.4 急倾斜煤层开采模拟 108
4.4.1 开采方案 108
4.4.2 方案模型构建 109
4.4.3 模拟与结果分析 111
4.4.4 岩体加固建议 114
4.5 小结 115
参考文献 116
第5章 煤岩自燃过程模拟 117
5.1 采空区遗煤发火模拟 117
5.1.1 工程背景 117
5.1.2 遗煤发火细观模型构建 118
5.1.3 模拟与结果分析 119
5.1.4 模型改进研究 121
5.2 煤堆自燃模拟 122
5.2.1 工程实例 122
5.2.2 氧气流动模型构建 123
5.2.3 模拟与结果分析 123
5.3 残煤自燃与矿边坡稳定性 126
5.3.1 工程实例及模型构建 126
5.3.2 模拟与结果分析 127
5.4 边坡残煤自燃温场确定 130
5.4.1 氧流场及细观模型构建 130
5.4.2 模拟与结果分析 131
5.5 煤岩自燃与复杂边坡稳定性 133
5.5.1 自燃模型构建 133
5.5.2 模拟结果分析 134
5.6 小结 136
参考文献 137
第6章 岩体地震模拟与稳定性 139
6.1 尾矿库地震稳定性 139
6.1.1 尾矿库模型构建 139
6.1.2 地震模型构建 139
6.1.3 模拟与结果分析 140
6.2 一般边坡的地震稳定性 141
6.2.1 工程实例及模型构建 142
6.2.2 模拟与结果分析 143
6.3 顺坡裂隙边坡地震破坏模拟 145
6.3.1 工程背景及模型构建 145
6.3.2 模拟与结果分析 146
6.3.3 地震模拟结果总结 148
6.3.4 治理方案及效果分析 149
6.4 逆坡裂隙边坡地震破坏 150
6.4.1 模型构建 150
6.4.2 模拟与结果分析 151
6.4.3 与顺坡裂隙边坡破坏的对比 153
6.5 废弃采空区地震与地表沉降 154
6.5.1 模型构建 154
6.5.2 模拟与结果分析 155
6.6 小结 159
参考文献 160
第7章 冲击地压过程模拟 162
7.1 冲击地压细观过程 162
7.1.1 冲击地压与能量理论 162
7.1.2 细观过程与能量关系 163
7.2 不同深度冲击地压过程 168
7.2.1 冲击地压模型构建 168
7.2.2 冲击地压过程分析 170
7.3 深度及倾角对冲击地压的影响 175
7.3.1 模型构建 176
7.3.2 模拟与结果分析 177
7.4 冲击地压特征量数值关系 180
7.4.1 特征量提取 181
7.4.2 特征量关系分析 181
7.5 小结 184
参考文献 185
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