的误差越大选取较小的又可能会使工作量太大而叫人承受不了。力学模型的选取也 是一个值得注意的问题。由于阶段自然崩落法矿块的长度与宽度相差可能不大，又处于 空间构造应力场的作用下，简化为平面问题可能会使模型与原型之间出现较大的差异。 退一步讲，即使简化为平面问题，以简化为平面应变问题为宜。但是在相似材料模拟平 面应变模型实验中要阻止模型前后壁变形有困难，于是有人把它处理为平面应力问题， 使实际情况与理论抽象之间进一步出现差异。 张志文用水泥、石膏和细砂为材料制做了镜铁山铁矿阶段自然崩落法试验矿块的相 似材料平面应力模型，测定了矿块拉底后，不同测点的位移与时间的关系，据此做出了 一系列的推导。从崩落的迹象看，他认为矿石受剪切破坏5。 相似材料模拟方法可以在短期内显现崩落的物理过程，可以通过矿山的生产实践来 验证与修正模型试验的结果，是研究崩落性的有效方法之一。 (2)光弹模拟实验光弹模拟基于弹性理论，可以用于研究崩落矿块处于弹性阶 段的受力情况。 2.2.3数值模拟方法 (1)有限元计算方法有恨单元法研究较为复杂的介质和复杂的开挖形状下岩体 的应力一应变状况是卓有成效的。 1976年Mahtab,M.A。等人在假定侧向压力的情况下，利用二维有限元分析了岩 石强度、边界切割槽的高度、裂隙的倾角等因素对拉应力与剪应力分布的影响6。文 献〔3〕在假定存在垂直重力应力和只存在一个侧向水平构造应力及其数值的条件下，运 用三维弹性有限元研究了它们对崩落的影响。1981年肖庆生等人利用SAP一5三维弹性 有限元程序对金山店铁矿的崩落性进行了研究，认为上盘矿体处于水平二向挤压和垂直 拉伸三向应力状态，下盘矿旷体处于水平挤压、拉伸和垂直拉伸三向应力状态，矿块中部 偏上盘处为水平剪切和垂直拉伸二向应力状态。结论是矿旷体具有较好的崩落性7。 上述工作是有限元在阶段自然崩落法崩落性研究方面的开创性工作，并开始从假定 条件的研究转入现场应用的研究。上述工作还有处理方法比较粗糙、基本数据缺乏代表 性等不足，一些判据和结论都有待商榷。 运用有限元分析时有一个问题应该引起注意，即把空间问题简化为平面问题时，降 低了结构的承载能力。这样的简化在分析岩体稳定性时得到的结论趋于保守，相反，分 析岩体崩落性时则可能趋于冒进。 (2)其他数值模拟计算方法近来发展起来的离散元法适用于研究节理发育的松 散岩体的破坏过程。有限元、边界元、离散元的混合方法正处于发展阶段。 3矿体崩落机理的研究 这个问题的研究还不透彻。1957年1HHak,下.中.用平衡拱理论来解释崩落机理。 他认为矿石最初是在平衡拱范围内崩落，当平衡拱内的矿石崩落完后，矿体进入平衡状 态（见图1），矿旷体平衡拱作用力P与拱基反力R平衡，落停止。要继续发尘崩落，或 5卜 的误 差越大， 选取较小 的 ，又 可 能会使工作量太大而叫人承受不 了 。 力学模型的选取也 是一个值得注意 的问题 。 由于阶段 自然 崩落法矿块的长度与宽度相差可能不大 ， 又 处于 空间构造应力场 的作 用下 ， 简化为平面 问题可能会使模 型与原 型之间出现较大 的差异 。 退一步讲 ， 即使简化为平面 问题 ， 以简化为平面应变 问题为宜 。 但是在 相似材料模拟平 面应变模型实验 中要阻止模型前后壁 变形有 困难 ， 于是有人把它处理 为平面应力 问题 ， 使实际情况与理论抽象之间进一步 出现差异 。 张志文用水泥 、 石膏和细 砂 为材料制做 了镜铁 山铁矿阶段 自然 崩落法试验矿块 的相 似材料平面应力模型 ， 测定 了矿块拉底后 ， 不 同测 点的位移 与时间的关 系 ， 据此 做 出 了 一系列的推导 。 从崩落 的迹象看 ， 他认 为矿石受剪切破坏 ” 。 相似材料模拟方法 可 以在短期 内显现 崩落的物理过程 ， 可 以通 过矿 山的生 产实践 来 验证 与修正模型试 验 的结果 ， 是研 究崩 落性的有效方法 之一 。 光 弹模拟实验 光 弹模拟基 于弹性理论 ， 可 以用 于研究 崩落矿块 处于弹性阶 段 的受力 情 况 。 数值 模拟 方法 有限元计算方法 有限单元法研究较为复杂 的介质和复杂 的开 挖形状 下岩体 的应力一 应变状况是卓有 成效 的 。 年 ， 等 人在假定侧 向压 力 的情况下 ， 利 用二维有限 元分 析 了岩 石强度 、 边界切割槽 的高度 、 裂 隙的倾 角等因 素 对 拉应 力 与剪应 力 分 布 的影响 旧 ’ 。 文 献〔 〕在假 定存在垂 直 重力 应力 和 只存在一个侧 向水平构 造应力 及其 数值 的条件 下 ， 运 用三维弹性有 限元研究 了它们 对崩落的影响 。 年 肖庆 生 等人利 用 一 三 维弹性 有限元程 序对金 山店铁矿 的崩落性进 行 了研究 ， 认 为上盘矿 体处 于水 平二 向挤压 和垂直 拉伸三 向应力状态， 下盘矿体处于水平 挤压 、 拉伸和垂直 拉伸三 向应力 状态， 矿块 中部 偏上盘处为水平剪切 和垂直拉 伸二 向应力状 态‘ 结论 是矿体具有 较好 的崩落性 〔 宝。 上述 工作是有限元在阶段 自然崩落法 崩落性研究 方面的开创性工 作 ， 并开 始从假定 条 件的研究转入现场应用 的研究 。 上述 工作还有处理方法 比较粗糙 、 基本 数据缺 乏代 表 性等不 足 ， 一些判据和结论都有待商榷 。 运 用有 限元分析时有一个 问题应该引起注意 ， 即把空 间问题简化 为平面 问题时 ， 降 低 了结构的承载能力 。 这 样的简化在分析岩体稳定性时得 到的结论趋于保守， 相反 ， 分 析岩体崩落性 时则可能趋于 冒进 。 其他 数值模拟计算方法 近 来发 展起来的离散元法适用于研究 节理 发育 的松 散岩体的破坏 过程 。 有限元 、 边 界元 、 离散元的混 合方法 正处 于发 展 阶段 。 矿体崩落机理的研究 这个 问题 的研究还 不透彻 。 年 它 ， 中 用平衡拱理 论来解 释 崩落机理 。 他认 为矿石最初 是在 平衡 拱范 围 内崩落 ， 当平衡 拱 内的矿 石 崩落完后 ， 矿 体进 入平衡状 态 见 图 ， 矿 体平衡拱 作用 力 与拱基 反力 平衡 ， 崩 落停 。 要继 续 发生 崩落 ， 或