利用3D打印技术实现了包含随机岩桥的三维非贯通节理制作,针对5种不同贯通度和3种不同法向应力作用下的试样开展了三维非贯通节理直剪试验,基于测试结果分析了三维非贯通节理抗剪强度参数随节理贯通度的变化规律。结果表明,节理峰值抗剪强度随节理贯通度的增加呈现明显的减小趋势,黏聚力和内摩擦角与节理贯通度增长之间的关系存在明显差异,黏聚力呈现非线性快速下降趋势,而内摩擦角相对稳定。此外,基于室内直剪试验结果,引入流变元件表征试样的剪切力学行为,构建非贯通节理岩体剪切损伤演化本构模型,且模型计算结果与试验测试结果吻合良好。

针对尾砂充填体下急倾斜厚大磷矿体回采采场矿柱安全宽度留设问题,采用弹性力学理论构建了充填体下采场矿柱力学分析模型,计算得到充填体下矿柱承载的平均载荷,并采用顶板矿柱+采场矿柱的采场结构布置方案。利用尖点突变理论分析矿柱失稳的临界条件,推导矿柱失稳的临界宽度表达式,计算得到矿柱宽度大于3.591 m。基于理论计算,选择矿柱宽度2、3、4、5 m,矿房宽度10 m进行采场围岩变形破坏特征模拟。对比位移和塑性区发现,随着矿柱宽度增大,采场顶板下沉量逐渐减小;矿柱宽度为5 m时,采场顶板最大下沉量为30.95 mm,塑性区仅波及顶板局部区域。工程实践表明：矿柱宽度为5 m时,矿柱最大位移为18.47 mm,最大应力为4.32 MPa,采场、充填体均处于稳定状态,符合工程安全性和经济性要求。

为提高露天边坡结构面调查效率及破坏模式判识精度,以河南南泥湖钼矿露天边坡为研究对象,将露天边坡划分为6个调查分区,采用基于点云识别的节理裂隙调查方法获取各边坡区域岩体结构面产状数据,结合人工测线测量结果对识别精度进行验证。对识别获得的结构面数据进行聚类分析,划分出各边坡分区的优势结构面组,利用赤平投影方法分析优势结构面与边坡的空间组合关系,判定各分区潜在破坏模式。结果表明：点云识别获取的结构面产状数据与人工测量结果具有较好一致性,能够满足边坡结构面调查与分析要求。6个分区共识别出14组优势结构面,其中Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅴ区和Ⅵ区各发育2组优势结构面,Ⅲ区和Ⅳ区各发育3组优势结构面;基于赤平投影分析,不同分区边坡潜在破坏模式存在一定差异,以平面滑动和楔形破坏为主,部分分区表现为单一破坏模式,部分分区则表现为2种破坏模式并存。

针对金川龙首矿露天转地下开采过程中边坡稳定性与地压控制难题,采用数值模拟分析了地下回采-充填过程中露天边坡及矿体围岩应力演化与塑性区演变规律。结果表明：地下开采会导致露天坑地表形成椭圆形的沉降区域,沉降位移与开采深度正相关,最大沉降位移为1.53 m;地下回采诱发了明显的次生应力场重分布,露天坑底区域压应力由2.0 MPa 降至0.1 MPa,形成贯穿至地表的低应力松弛区;塑性区主要分布在露天坑底部及南坡坡底,充填体有效限制了塑性区向边坡深部扩展,边坡坡体内无贯穿塑性区,表明边坡整体稳定。在后续深部开采过程中,建议加强塑性区发育区域的微震监测与多点位移观测,同时严格控制充填接顶率,防止局部围岩冒落诱发边坡失稳。

为解决非洲纳米比亚湖山矿爆破块度快速自动识别的问题,提出了一种露天矿爆破块度动态识别模型,通过双目相机获取立体图像并构建深度图,结合改进的YOLOv8实例分割模型实现碎石分类与块度分析;并采用迁移学习、ROI提取和阴影数据增强技术优化模型,提升模型在复杂环境下的识别精度。模型训练结果表明,优化后的模型精确率达0.375,召回率0.600,准确度0.300,该模型在露天矿极端复杂场景下具有强大鲁棒性,能从高噪、高干扰的背景中成功检出大部分有效岩块。现场实测数据表明,该模型能在高粉尘与动态光照环境下稳定运行,对现场有效岩石的识别准确率达85%,块度分布曲线误差控制在8%以内。该模型为湖山矿爆破效果的高效评估与智能检测提供了可靠的技术支撑。

基于PFC^2D构建数值模型,系统分析了围压与裂隙倾角对交叉裂隙岩体裂纹扩展、破坏模式及能量演化的影响。结果表明,随着围压增加,破坏模式由低围压下的张拉或混合型破坏转为高围压下的剪切主导破坏。随着倾角增大,破坏路径由次裂隙主导转为主裂隙主导。围压显著影响裂纹的扩展形态与数量,但倾角主要影响裂纹起裂位置和扩展路径。围压提升岩样的储能能力,促进应变能积累,增强结构的整体韧性。倾角主要影响能量分配路径,交叉裂隙倾角45°时试样具有极高的能量储存能力和延迟破坏行为,表明其承载能力强,但岩爆风险较高;交叉裂隙倾角60°时试样的储能极限较低且能量释放更突然,表现出典型的脆性破坏特征。