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军民融合背景下城市地下空间工程专业的建设

中国军转民 2024年第13期 83-84页

作者：王睿邓祥辉丁潇屈永龙西安工业大学建筑工程学院

工程认证背景下城市地下空间工程专业人才培养,应满足国家战略和产业变革的需求。西安工业大学依靠自身的军工背景,结合我国城市地下空间工程的发展现状和面临的国际政治经济形势,从培养目标、培养体系和教学模式进行改革,通过课程体系... 详细信息

工程认证背景下城市地下空间工程专业人才培养,应满足国家战略和产业变革的需求。西安工业大学依靠自身的军工背景,结合我国城市地下空间工程的发展现状和面临的国际政治经济形势,从培养目标、培养体系和教学模式进行改革,通过课程体系、实践教学平台和学业导师制度的建设,建立了军民融合的城市地下空间工程人才培养体系。

关键词：城市地下空间工程军民融合专业建设培养目标

低温-加载作用下白垩系砂岩的变形破坏特性试验研究

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岩土力学 2022年第9期43卷 2431-2442页

作者：屈永龙杨更社奚家米何晖丁潇张猛西安工业大学建筑工程学院陕西西安710021 西安科技大学建筑与土木工程学院陕西西安710054

为探索低温和加载作用对陇东地区深厚富水白垩系砂岩的变形破坏特征的影响,利用MTS-815伺服岩石力学试验机和扫描电镜开展了不同岩性(中粒砂岩和粗粒砂岩)砂岩在不同温度(-30、-20、-10、-5、25℃)和围压(0、4、6、8 MPa)下单轴、三轴... 详细信息

为探索低温和加载作用对陇东地区深厚富水白垩系砂岩的变形破坏特征的影响,利用MTS-815伺服岩石力学试验机和扫描电镜开展了不同岩性(中粒砂岩和粗粒砂岩)砂岩在不同温度(-30、-20、-10、-5、25℃)和围压(0、4、6、8 MPa)下单轴、三轴压缩试验和微观结构测试,对饱和白垩系砂岩的冻结-加载变形、破坏特征及内部机制进行了系统分析。结果表明,砂岩试样峰前孔隙压密变形较显著,且中粒砂岩更甚,温度降低和围压增大均可减弱压密变形而提高刚度和强度;试样峰后扩容变形明显。随着温度的升高,试样弹性模量E、剪切模量G及体积模量Kv均呈先快速、后缓慢的非线性衰减规律,且相同条件下中粒砂岩总是低于粗粒砂岩;泊松比μ和拉梅常数λ的变化规律与其相反;这些变形指标与温度的关系可由统一的指数模型较好表征。负温冻结时,中粒砂岩的冻胀破坏强于粗粒砂岩,呈横向开裂和点状凸起破坏;加载条件下试样破坏模式受岩性、温度和围压影响显著。两种冻结砂岩的变形破坏差异性内在机制是由其颗粒、孔隙等宏微观结构特征决定的。研究结果将为西部寒区软岩力学研究和煤矿冻结井筒设计提供参考。

关键词：白垩系砂岩冻结作用变形指标破坏特征微观结构

冻结粗粒砂岩和中粒砂岩的力学行为及能量演化机制

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Journal of Central South University 2023年第6期30卷 2018-2034页

作者：屈永龙杨更社奚家米倪万魁丁潇吴丙权 School of Civil and Architecture Engineering Xi’an Technological UniversityXi’an 710021China School of Architecture and Civil Engineering Xi’an University of Science and TechnologyXi’an 710054China College of Geology Engineering and Geomatics Chang’an UniversityXi’an 710054China

复杂地应力和低温环境条件下白垩系弱胶结红砂岩的力学特性和变形本质是西北地区冻结井筒工程安全建设的关键。通过低温单轴和三轴压缩试验,研究了不同低温、不同围压条件下饱和白垩系粗粒砂岩和中粒砂岩的强度和变形特性,查明了冻结砂... 详细信息

复杂地应力和低温环境条件下白垩系弱胶结红砂岩的力学特性和变形本质是西北地区冻结井筒工程安全建设的关键。通过低温单轴和三轴压缩试验,研究了不同低温、不同围压条件下饱和白垩系粗粒砂岩和中粒砂岩的强度和变形特性,查明了冻结砂岩加载变形过程中的能量演化规律和影响因素,并基于扫描电镜(SEM)揭示了两种砂岩的微观结构特征。结果表明:冻结白垩系砂岩的应力-应变关系呈应变软化型,其受温度、围压和岩性的影响显著,具有明显的孔隙压密变形阶段;冻结砂岩的三轴压缩强度随着温度和围压的增加分别呈非线性减小和增大规律,且各因素之间相互影响。两种砂岩的弹性模量随着温度的降低而非线性增大,但泊松比的变化与之相反。此外,冻结白垩系弱胶结红砂岩的总应变能、弹性能和耗散能具有不同的演化规律,揭示了冻结砂岩的变形破坏内部机制;基于能量比提出了冻结砂岩的损伤因子,评价了两种冻结砂岩的损伤力学特征。最后,从宏观物理特性和微观结构特征等多角度解释了两种砂岩力学和能量特性差异的内在原因。研究成果将为我国寒区矿山建设和深部地下工程的稳定性控制提供理论依据。

关键词：冻结砂岩低温力学特性能量演化内部机制

白垩系地层煤矿立井冻结壁的力学特性及温度场研究

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岩石力学与工程学报 2014年第9期33卷 1873-1879页

作者：杨更社屈永龙奚家米西安科技大学建筑与土木工程学院陕西西安710054 中国有色金属工业西安勘察设计研究院岩土研究所陕西西安710064

为解决人工冻结技术在西部井筒穿越白垩系富水地层的技术难题，以甘肃新庄矿风立井冻结工程为背景，通过室内物理力学试验、现场实测及有限元数值模拟，对冻结状态下白垩系地层岩石的热物性及力学特性进行研究，探讨凿井期冻结壁的受力... 详细信息

为解决人工冻结技术在西部井筒穿越白垩系富水地层的技术难题，以甘肃新庄矿风立井冻结工程为背景，通过室内物理力学试验、现场实测及有限元数值模拟，对冻结状态下白垩系地层岩石的热物性及力学特性进行研究，探讨凿井期冻结壁的受力机制，重点分析白垩系冻结壁的冻结压力变化规律和成因，对比测温孔与冻结壁径向温度的实测与模拟结果，拟合得出冻结壁受混凝土水化热的影响范围为440～480 mm。研究结果为丰富我国岩石力学的基础理论研究起到积极作用，也可对西部冻结法凿井的优化设计和安全稳定性研究提供依据。

关键词：采矿工程白垩系地层热物理力学性质冻结压力温度场

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中国寒区粗粒土力学研究现状与进展

科学技术与工程 2022年第8期22卷 2979-2992页

作者：屈永龙倪万魁牛富俊穆彦虎张猛金鑫西安工业大学建筑工程学院西安710021 长安大学地质工程与测绘学院西安710054 中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室兰州730000

在寒冷地区,粗粒土是路基、土石坝等工程主要填料,也在高寒山区斜坡上广泛分布。寒区高铁路基冬季冻胀病害和高海拔斜坡春季滑塌灾害等的防治与评价,均与冻融作用下粗粒土的力学特性密切相关。在查阅大量中外文献的基础上,从本构关系、... 详细信息

在寒冷地区,粗粒土是路基、土石坝等工程主要填料,也在高寒山区斜坡上广泛分布。寒区高铁路基冬季冻胀病害和高海拔斜坡春季滑塌灾害等的防治与评价,均与冻融作用下粗粒土的力学特性密切相关。在查阅大量中外文献的基础上,从本构关系、物理特性、力学性质和界面问题等方面对寒区粗粒土力学理论的研究现状进行综述。通过引入不同新理论建立了考虑剪胀性、颗粒破碎性、非线性和冻融效应等粗粒土特殊性的本构模型;明确了粗粒土的基本物理性质、水理性、热物理和电学特性;基于大型直剪试验、大型三轴试验、数值模拟以及理论分析等手段深入研究了不同因素水平和应力条件下常温和冻融粗粒土的抗剪强度、变形规律以及作用机制;探讨了粗粒土-结构界面、冻-融界面的剪切力学特性及其与斜坡稳定性的关系;并且针对目前研究现状,对寒区粗粒土力学特性研究进行展望分析。

关键词：寒冷地区粗粒土本构模型力学性质界面特性

新庄煤矿白垩系砂岩冻结状态下物理力学特性试验研究

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新庄煤矿白垩系砂岩冻结状态下物理力学特性试验研究

作者：屈永龙西安科技大学

学位级别：硕士

近年来，随着我国煤炭开采不断向西部、向深井发展，在陕西、甘肃、内蒙古及新疆等西部地区已掀起矿井建设的新高潮。而这些地区煤田覆盖着大量的白垩系地层，其具有富含水、低强度、弱胶结、遇水泥化等特点，冻结法因在含水地层中的支... 详细信息

近年来，随着我国煤炭开采不断向西部、向深井发展，在陕西、甘肃、内蒙古及新疆等西部地区已掀起矿井建设的新高潮。而这些地区煤田覆盖着大量的白垩系地层，其具有富含水、低强度、弱胶结、遇水泥化等特点，冻结法因在含水地层中的支护范围和支护深度上的独特优势，已成为井筒穿越深厚富水基岩最有效的施工方法之一。进行冻结白垩系地层砂岩的物理力学特性研究，可为西部矿井冻结设计和稳定性研究提供基础参数，也对丰富我国岩土力学的基础理论起到积极作用。本文以华能甘肃新庄煤矿风立井冻结工程为背景，对井筒穿越的代表性白垩系富水地层岩石的物理力学特性进行研究。论文首先分析了西部白垩系地层特征、地质构造及水文地质等特性，采用扫描电镜（SEM）观察了白垩系砂岩的微观结构特征，试验研究了砂岩的物理参数及变化，从宏微观角度系统分析了白垩系岩层的特殊性;深入研究了不同含水状态、不同低温条件下两种砂岩的导热系数等热物理性质，探讨了白垩系砂岩热物性的影响因素及规律;对不同低温下白垩系砂岩的单轴强度特性，不同低温、不同围压下的三轴强度特性进行了系统研究，得到冻结白垩系砂岩单轴、三轴抗压强度与温度的关系表达式;全面分析了冻结白垩系砂岩的全应力-应变曲线及轴向、体积应变等变形规律，重点探讨了岩石的弹性模量、泊松比与温度的相关性，最后分析了白垩系砂岩的变形破坏过程和破坏形式。试验结果表明，白垩系砂岩具有含水丰富、孔隙度高、泥质胶结及遇水软（泥）化等特点;不同含水、不同低温下，两种白垩系砂岩的热物性变化差异性较大;饱和岩石的单轴抗压强度随着温度的降低而增大，且粗砂岩的强度总是大于中砂岩;温度越低、围压越大，白垩系砂岩的三轴抗压强度越大;岩石的变形经历了孔隙压密、弹性、塑性变形和应变软化四个阶段;随温度的降低，弹性模量不断增大、泊松比却不断减小，说明冻结岩石的塑性减弱、脆性增强;白垩系砂岩的单轴破坏以张拉破坏的形式为主。

关键词：白垩系地层冻结岩石物理特性热物性力学特性

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岩体离层作用下全长黏结型锚杆受力分析

西安工业大学学报 2023年第4期43卷 341-346页

作者：丁潇王睿屈永龙张轩西安工业大学建筑工程学院西安710021

针对巷道锚固范围内出现离层,引发锚杆脱粘失效的问题,基于围岩变形中全长黏结型锚杆的荷载传递机理,分析离层作用对锚杆的影响,建立含有离层的系统锚杆受力分析模型,研究岩体离层下锚杆受力特性及失效机制。研究结果表明:离层会对锚杆... 详细信息

针对巷道锚固范围内出现离层,引发锚杆脱粘失效的问题,基于围岩变形中全长黏结型锚杆的荷载传递机理,分析离层作用对锚杆的影响,建立含有离层的系统锚杆受力分析模型,研究岩体离层下锚杆受力特性及失效机制。研究结果表明:离层会对锚杆产生附加应力,系统锚杆在离层作用下锚固界面剪应力及杆体轴力迅速增大,且界面容易发生脱粘滑移;在离层位置处,界面剪应力发生跳跃,轴力最大值从中性点位置转为离层处;离层位置对锚杆的受力特性有一定影响,离层发生在中性点附近时,产生的不利影响最大。研究结果为易发生离层的巷道锚固支护设计提供理论参考。

关键词：岩体离层全长黏结型锚杆中性点剪切滑移应力分布

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白垩系砂岩含水率对体积比热影响试验研究

煤炭技术 2017年第9期36卷 40-42页

作者：李祖勇王磊屈永龙西安科技大学建筑与土木工程学院西安710054 中国有色金属工业西安勘察设计研究院西安710054

体积比热与岩石含水率密切相关,但相关领域涉及较少,且含水率对体积比热影响没有形成系统的研究。对取自工程现场的2种粒径白垩系砂岩进行室内试验,测试含水率对体积比热的影响及变化机理。研究结果表明:常温下2种粒径白垩系砂岩的体积... 详细信息

体积比热与岩石含水率密切相关,但相关领域涉及较少,且含水率对体积比热影响没有形成系统的研究。对取自工程现场的2种粒径白垩系砂岩进行室内试验,测试含水率对体积比热的影响及变化机理。研究结果表明:常温下2种粒径白垩系砂岩的体积比热均随着含水率的不同而呈现不同的现象,随着含水率的增大其体积比热缓慢减小。分析了常温条件下岩石含水率与体积比热的关系,为在白垩系地层使用冻结法施工提供了有价值的参考经验。

关键词：体积比热岩石含水率白垩系岩石热参数分析仪

混凝土水化热对白垩系地层井壁与冻结壁温度影响的实测研究

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采矿与安全工程学报 2015年第2期32卷 310-316页

作者：李博融奚家米杨更社陈新年屈永龙西安科技大学建筑与土木工程学院陕西西安710054

在西部白垩系地层煤矿立井冻结法凿井施工过程中,通过分析2个代表性水平层位温度的现场监测数据,得到了冻结凿井期间外壁及冻结壁温度变化的基本规律。研究表明:外壁浇筑后即出现温度迅速增长阶段,两监测层位在1.5 d内温度上升幅度最大... 详细信息

在西部白垩系地层煤矿立井冻结法凿井施工过程中,通过分析2个代表性水平层位温度的现场监测数据,得到了冻结凿井期间外壁及冻结壁温度变化的基本规律。研究表明:外壁浇筑后即出现温度迅速增长阶段,两监测层位在1.5 d内温度上升幅度最大可达68.4℃,且粗粒砂岩受水化热影响的温度上升速率大于细粒砂岩;大量水化热使两监测水平保持了较长的正温养护时间,对外壁混凝土早期强度增长有利;同时,释放的水化热使冻结壁出现大范围升温以至局部融化(融化深度达305 mm),对冻结壁的强度造成不利影响。通过分析和探讨水化热对井壁及冻结壁的影响规律,对西部白垩系地层井筒冻结工法设计与施工具有重要意义。

关键词：温度水化热冻结壁外壁监测