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恒阻大变形锚杆冲击拉伸实验及其有限元分析

岩石力学与工程学报 2015年第11期34卷 2179-2187页

作者：何满潮李晨宫伟力中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083 中国矿业大学力学与建筑工程学院北京100083

为了研究在动态冲击作用下恒阻大变形锚杆的力学特性,采用自主研发的恒阻大变形锚杆霍普金森拉杆动力冲击拉伸实验系统,对某批次恒阻大变形锚杆进行动态冲击拉伸实验,从支护阻力、锚杆伸长量和膨胀量等方面对锚杆的动态力学性能进行分析... 详细信息

为了研究在动态冲击作用下恒阻大变形锚杆的力学特性,采用自主研发的恒阻大变形锚杆霍普金森拉杆动力冲击拉伸实验系统,对某批次恒阻大变形锚杆进行动态冲击拉伸实验,从支护阻力、锚杆伸长量和膨胀量等方面对锚杆的动态力学性能进行分析,并验证该锚杆的负泊松比效应。并通过有限元分析的方法与实验结果进行比较,验证有限元结果的准确性。实验结果表明,该锚杆通过产生弹塑性结构变形来吸收冲击能量并具有独一无二的负泊松比效应,因而能良好地适应动态冲击。有限元分析结果与实验结果吻合度较高,不仅体现了有限元分析方法的准确性,也表明今后可以运用有限元分析来佐证或替代部分室内实验的方法。

关键词：岩石力学恒阻大变形冲击拉伸实验动态力学性能负泊松比效应有限元分析

煤岩结构多尺度各向异性特征的SEM图像分析

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岩石力学与工程学报 2010年第A1期29卷 2681-2689页

作者：宫伟力李晨中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083 中国矿业大学力学与建筑工程学院北京100083

多孔介质微、细观结构的非透明一直是阻碍深入认识深部条件下岩体损伤及煤与瓦斯突出机制的难题。为此,基于小波多分辨分析,提出一种复杂孔隙介质微、细观结构的可视化及多尺度、各向异性的精细描述方法。为验证方法的可行性,对不同地区... 详细信息

多孔介质微、细观结构的非透明一直是阻碍深入认识深部条件下岩体损伤及煤与瓦斯突出机制的难题。为此,基于小波多分辨分析,提出一种复杂孔隙介质微、细观结构的可视化及多尺度、各向异性的精细描述方法。为验证方法的可行性,对不同地区的6种煤岩试样进行扫描电镜观测;应用小波多尺度变换、图像分割、以及图像重建技术对煤样的SEM图像进行"亚像素"尺度分析;利用小波细节系数重建煤基质的水平、垂直、对角占优的微观孔隙图像;计算微孔的孔喉、孔穴随特征尺度的分布密度,以及微孔与节理的孔隙度与分形维数。用小波多分辨分析方法分割的宏观孔隙具有微米量级,微孔具有纳米尺度。各煤样的宏观裂隙的孔隙度与分维数均大于微观孔隙;孔喉特征尺度分布均具有相似的单峰形式,峰值点决定流体运移的阻力;孔穴的特征尺度分布呈现出单峰、或多峰形态,代表流体的储存能力。研究成果为深入认识复杂孔隙结构对岩体非线性力学行为的影响,提供几何边界、结构参数基于显微图像分析的可行方法。

关键词：采矿工程深部开采煤岩结构小波多尺度基质微孔

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小波去噪含水煤岩单轴压缩红外热像特征

华中科技大学学报（自然科学版） 2011年第6期39卷 10-14,23页

作者：宫伟力何鹏飞江涛张德祥深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

研究红外热像的多步骤滤波去噪技术以及基于红外热像的含水煤岩单轴压缩损伤特征分析.对试验室尺度煤岩试样进行了浸水饱和、单轴加载试验与红外热成像探测.对在试验中得到的红外热像,首先利用中值滤波去除脉冲噪声;然后利用小波多分辨... 详细信息

研究红外热像的多步骤滤波去噪技术以及基于红外热像的含水煤岩单轴压缩损伤特征分析.对试验室尺度煤岩试样进行了浸水饱和、单轴加载试验与红外热成像探测.对在试验中得到的红外热像,首先利用中值滤波去除脉冲噪声;然后利用小波多分辨分析算法去除热像中的相干噪声.研究结果表明:红外图像温度分布的不同模式表征了不同的损伤阶段,即随机分布的小尺度高低温区代表压密阶段;大尺度集中高温区是破坏的早期信号;贯通性大尺度高温区是破坏的临界点;孤立大尺度低温区表示由微破裂汇合而成的塑性损伤,是损伤局部化的表征;贯通的大尺度低温区代表宏观破坏.浸水煤样有较大的原始损伤;在压密、弹性、微裂纹稳定扩展、非线性破坏等各个峰前阶段的损伤尺度与扩展速率大于不含水煤岩;在峰值后只有应变软化阶段,以突然失稳形式破坏.

关键词：红外热像煤岩小波损伤单轴压缩

恒阻大变形锚杆负泊松比效应的冲击动力学分析

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煤炭学报 2016年第6期41卷 1393-1399页

作者：李晨何满潮宫伟力中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

随着煤矿开采深度的不断增加,深部围岩的瞬时冲击明显增多,且荷载大小往往超过传统泊松比支护材料的屈服强度致使支护失效。而具有高支护阻力和大拉伸量的新型恒阻大变形锚杆已在静力作用下验证了其具有负泊松比效应,能良好的满足井下... 详细信息

随着煤矿开采深度的不断增加,深部围岩的瞬时冲击明显增多,且荷载大小往往超过传统泊松比支护材料的屈服强度致使支护失效。而具有高支护阻力和大拉伸量的新型恒阻大变形锚杆已在静力作用下验证了其具有负泊松比效应,能良好的满足井下巷道冲击大变形控制的需求。为了研究恒阻大变形锚杆在动态冲击下的防冲力学特性,通过自主研发的恒阻大变形锚杆霍普金森拉杆冲击拉伸实验系统对某批次恒阻大变形锚杆进行了动态冲击拉伸实验。实验结果表明该锚杆能够保持恒定阻力产生结构变形来吸收冲击能量,并表现出了良好的负泊松比效应,进而验证了恒阻大变形锚杆比传统锚杆具有更好的动态防冲性能。

关键词：恒阻大变形锚杆负泊松比效应冲击拉伸实验结构变形

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边坡灾害监测预警物联网系统及工程应用

中国矿业大学学报 2017年第2期46卷 285-291页

作者：孙光林陶志刚宫伟力中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083 中原工学院建筑工程学院河南郑州450007

为了解决倾斜顺层岩质边坡监测预警所面临的预测困难、监测布点繁多等难题.基于恒阻大变形锚索与滑坡体之间的相互作用力学原理,运用物联网技术,提出了恒阻大变形锚索子系统、双路数据通讯子系统、数据接收处理子系统和智能供电子系统,... 详细信息

为了解决倾斜顺层岩质边坡监测预警所面临的预测困难、监测布点繁多等难题.基于恒阻大变形锚索与滑坡体之间的相互作用力学原理,运用物联网技术,提出了恒阻大变形锚索子系统、双路数据通讯子系统、数据接收处理子系统和智能供电子系统,研发了边坡灾害监测预警物联网系统,完善了监测预警模式,实现了对顺层岩质边坡的加固-监测-预警一体化功能.对本钢集团南芬露天矿"10-0731滑坡"和"10-0805滑坡"的成功预警表明,边坡灾害监测预警物联网系统能够实现对倾斜顺层岩质边坡灾害的超前预警.

关键词：滑坡恒阻大变形锚索物联网监测预警

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基于动态莫尔圆的岩爆机制研究

岩石力学与工程学报 2019年第S2期38卷 3321-3329页

作者：宫伟力高霞孙雅星何满潮中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

通过将经典的莫尔圆应力分析扩展到岩爆发生过程的静态加载和动态卸载破坏过程的应力状态分析提出了动态莫尔圆的概念,并基于此建立岩爆破坏的动力学Mohr-Coulomb准则以及岩爆破裂角的预测模型。理论分析解释了岩爆等动力破坏中的黏聚... 详细信息

通过将经典的莫尔圆应力分析扩展到岩爆发生过程的静态加载和动态卸载破坏过程的应力状态分析提出了动态莫尔圆的概念,并基于此建立岩爆破坏的动力学Mohr-Coulomb准则以及岩爆破裂角的预测模型。理论分析解释了岩爆等动力破坏中的黏聚力损失现象,并且表明根据静态加载应力可以预测其黏聚力损失值及岩石的破裂角。同时,通过开展花岗岩应变岩爆的物理模拟实验,验证了理论模型与实验值具有一致性。由于静态加载应力可以通过监测或已有的岩体力学知识来确定,因而,研究得到的理论成果具有实用性。

关键词：岩石力学岩爆动态莫尔圆岩爆破坏准则破裂角预测黏聚损失

传感器放置位置对花岗岩岩爆声发射频谱特征的影响

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岩石力学与工程学报 2018年第A2期37卷 3968-3978页

作者：贾雪娜姜全果何满潮宫伟力山东交通学院交通土建工程学院山东济南250357 山东省地质测绘院山东济南250002 中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083

为了验证岩爆试验过程中声发射传感器安装位置对采集的声发射信号的影响,以期通过声发射信号的分析得到正确的岩爆信息,采集花岗岩试样,开展传感器直接安装在岩样上和安装在岩样夹持垫块上的真三轴卸载岩爆试验研究。基于应变岩爆试验... 详细信息

为了验证岩爆试验过程中声发射传感器安装位置对采集的声发射信号的影响,以期通过声发射信号的分析得到正确的岩爆信息,采集花岗岩试样,开展传感器直接安装在岩样上和安装在岩样夹持垫块上的真三轴卸载岩爆试验研究。基于应变岩爆试验加载路径,将应变岩爆试验过程分为3个典型阶段,从3个阶段中选取每例应变岩爆试验中声发射信号的6个典型关键区段进行分析。结果表明:岩样夹持垫块相当于一个高通滤波器,即传感器在夹持垫块上的声发射信号只有高频带信号,不能反映岩样的破坏阶段形成的低频振动信息;而传感器直接在岩样上的声发射信号同时具有高频与低频带的信息,能够全面反映岩样加载过程中微裂纹扩展、汇合直至宏观破坏的全频段信息;同时,垫块对声发射信号的辐值具有衰减作用,即降低了信噪比,有可能使得一些主辐值信息难以识别。

关键词：岩石力学声发射传感器信号采集滤波器信噪比

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高压水射流结构的红外热像特征

实验流体力学 2008年第3期22卷 31-35页

作者：宫伟力赵海燕安里千中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

对高压水射流进行了红外探测,提取了射流红外辐射温度的二维与三维特征,研究了湍射流的涡旋结构、射流分段结构及其时间演化特征。结果表明:射流大尺度涡结构呈现不规则的椭圆形,随着射流雷诺数增大,涡的尺度也不断增大;拟序结构中配对... 详细信息

对高压水射流进行了红外探测,提取了射流红外辐射温度的二维与三维特征,研究了湍射流的涡旋结构、射流分段结构及其时间演化特征。结果表明:射流大尺度涡结构呈现不规则的椭圆形,随着射流雷诺数增大,涡的尺度也不断增大;拟序结构中配对的大涡并非严格对称,其强度不同、涡的精细结构也不同;大涡可由尺度、强度、旋向不同的子涡组成;射流初始段的红外辐射温度呈线性分布、主体段呈随机分布、过渡段呈出突变的特点。

关键词：水射流红外热像图像处理湍流拟序结构

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水射流粉碎技术在永磁铁氧体生产中的应用

有色金属（选矿部分） 1999年第2期 21-26页

作者：宫伟力方湄饶绮麟北京科技大学资源工程学院北京矿冶研究总院

目前在永磁铁氧体生产中使用的球磨工艺有其固有缺陷。高压水射流粉碎技术是一项近十几年来发展起来的新的粉碎技术。本文介绍的工作涉及一种最近研制的新型水射流粉碎机以及有关的试验研究工作。粉碎铁鳞（生产永磁铁氧体的原料）的试... 详细信息

目前在永磁铁氧体生产中使用的球磨工艺有其固有缺陷。高压水射流粉碎技术是一项近十几年来发展起来的新的粉碎技术。本文介绍的工作涉及一种最近研制的新型水射流粉碎机以及有关的试验研究工作。粉碎铁鳞（生产永磁铁氧体的原料）的试验结果表明，水射流粉碎效机率高、能耗低，而且结构简单，易于实现。

关键词：永磁铁氧体水射流粉碎自激振动球磨机