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矿井不明水体突出过程的微震辨识技术

岩石力学与工程学报 2010年第1期29卷 134-139页

作者：李铁纪洪广北京科技大学土木与环境工程学院北京100083

以采动岩体微破裂产生的弹性波为信息源,应用弹性波与岩体破裂的相关理论与技术,探索地下采空区不明水体的蓄积和成灾过程。经研究发现,在突水灾害前存在确切的弹性波波速比VP/VS低值异常、振幅比VSH/VPH高值异常、震动主频低值异常、... 详细信息

以采动岩体微破裂产生的弹性波为信息源,应用弹性波与岩体破裂的相关理论与技术,探索地下采空区不明水体的蓄积和成灾过程。经研究发现,在突水灾害前存在确切的弹性波波速比VP/VS低值异常、振幅比VSH/VPH高值异常、震动主频低值异常、波形变异以及隔水岩墙主破裂发生前的微震频度异常。由此提出应用地面微震遥测技术,通过在线监测和分析采动岩体破裂被动震源或增设爆破主动震源所携带的信息,预测矿井不明水体突出灾害的技术思路,达到空间上控制全矿井范围的宏观监测、时间上在线连续监测和远离危险源的安全监测之目的。

关键词：采矿工程煤矿突水微震监测技术预测

常规三轴压缩下花岗岩声发射特征及其主破裂前兆信息研究

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岩石力学与工程学报 2015年第4期34卷 694-702页

作者：纪洪广卢翔北京科技大学土木与环境工程学院北京100083

通过岩石力学室内加载试验,对花岗岩在不同围压下的破坏全过程进行声发射试验,得到岩石破裂全过程中的力学参数和声发射低频、高频信号特征,研究低频、高频声发射信号的振铃计数、能量累计数与岩石应力、时间之间的关系,探求声发射信号... 详细信息

通过岩石力学室内加载试验,对花岗岩在不同围压下的破坏全过程进行声发射试验,得到岩石破裂全过程中的力学参数和声发射低频、高频信号特征,研究低频、高频声发射信号的振铃计数、能量累计数与岩石应力、时间之间的关系,探求声发射信号峰值频率在岩石主破裂前期的分布情况。研究结果表明:低频与高频通道接收的声发射信号基本特征——振铃计数、能量累计数在岩石破裂过程中的整体变化趋势基本相同,与岩石力学过程形成良好的对应;两通道的信号基本特征主要区别在于数值大小。在声发射频谱特征方面,岩石破裂的前兆信息在声发射信号峰值频率分布中呈现为峰频主频段增多的特征,表现为信号峰频分布由岩石加载初期的1~2个主频段(40~50和150~170 k Hz频段)在岩石临界主破裂时增多到最多5个主频段(25~30,40~50,60~70,90~100和150~160 k Hz频段)。

关键词：岩石力学声发射频率特征前兆信息

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冻结法成井井壁在深厚表土段附加应力研究

煤炭学报 2013年第2期38卷 204-208页

作者：孟志强纪洪广彭飞北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 河北工程大学河北省资源勘探重点实验室河北邯郸056038

为研究深厚表土段井壁的破坏机理,提高井筒的使用寿命,指导已破坏井筒维修和为新设计井筒提供依据,采用数值模拟和理论计算相结合的方法,对淮北煤田深厚表土段井壁附加应力的产生原因及大小进行了探讨。结果表明:附加应力由井壁和裹携... 详细信息

为研究深厚表土段井壁的破坏机理,提高井筒的使用寿命,指导已破坏井筒维修和为新设计井筒提供依据,采用数值模拟和理论计算相结合的方法,对淮北煤田深厚表土段井壁附加应力的产生原因及大小进行了探讨。结果表明:附加应力由井壁和裹携土体重量产生,与地下水埋藏深度、土的容重、地下水层数有关,地下水埋藏越深,产生的附加应力越大,在基岩表面处的附加应力为89.91 MPa,远远超过了混凝土井壁的抗压强度。为避免井筒破坏,应采用方法是:增加井壁强度、保持原有水压、设法减少锥体的重量、井壁在应力集中处采用伸缩装置。

关键词：深厚表土附加应力井壁破坏冻结法

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不整合地层下开采覆岩移动变异性研究

煤炭学报 2010年第8期35卷 1235-1241页

作者：王金安纪洪广张燕北京科技大学土木与环境工程学院北京100083

根据采区地层不整合特点,通过相似材料模拟和数值模拟方法对不整合地层下开采覆岩运动与破坏特征进行了研究。研究发现,不整合面附近地层存在"应力屏蔽"现象,采空区上部压力拱形态发生畸变,呈现出非对称、非规则的压力拱结构形态。覆岩... 详细信息

根据采区地层不整合特点,通过相似材料模拟和数值模拟方法对不整合地层下开采覆岩运动与破坏特征进行了研究。研究发现,不整合面附近地层存在"应力屏蔽"现象,采空区上部压力拱形态发生畸变,呈现出非对称、非规则的压力拱结构形态。覆岩移动变形出现明显差异,导致地表移动盆地反向偏移。研究给出不整合地层下开采覆岩移动破坏与导水性特征分区。

关键词：不整合地层开采覆岩移动变异性应力屏蔽

基于有限元弹性变形运算的全六面体网格生成方法研究

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计算力学学报 2011年第2期28卷 231-236页

作者：邹静纪洪广北京科技大学土木与环境学院北京100083

以映射法为基础并结合网格划分经验,提出了原理简单的六面体网格生成新办法。该方法根据物体轮廓选择初始网格,设定表面结点强制变形到目的曲面,经由有限元弹性计算确定内部节点的位置。在检查全体单元质量以后,调整畸形单元从而生成目... 详细信息

以映射法为基础并结合网格划分经验,提出了原理简单的六面体网格生成新办法。该方法根据物体轮廓选择初始网格,设定表面结点强制变形到目的曲面,经由有限元弹性计算确定内部节点的位置。在检查全体单元质量以后,调整畸形单元从而生成目的网格。通过为一个复杂的马头门模型构建全六面体网格,最后证明了本文所述方法的可行性。

关键词：有限元六面体网格网格生成方法光顺算法马头门

典型硫酸盐环境中氢氧化钡对混凝土性能改善及机理

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煤炭学报 2017年第7期42卷 1732-1739页

作者：赵力刘娟红纪洪广北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

通过试验比较不掺/掺加氢氧化钡混凝土在典型硫酸盐环境中质量、超声波传播速度、强度等宏观性能的变化,并采用扫描电镜、能谱分析、X射线衍射及热重-差热分析等微观试验手段观测腐蚀引起微结构和腐蚀产物组分的变化,探讨氢氧化钡对混... 详细信息

通过试验比较不掺/掺加氢氧化钡混凝土在典型硫酸盐环境中质量、超声波传播速度、强度等宏观性能的变化,并采用扫描电镜、能谱分析、X射线衍射及热重-差热分析等微观试验手段观测腐蚀引起微结构和腐蚀产物组分的变化,探讨氢氧化钡对混凝土腐蚀劣化的影响机理。试验结果表明:(1)掺加氢氧化钡的混凝土腐蚀劣化速率减缓,腐蚀引起的质量和波速的变化幅度均降低,腐蚀300 d后不掺/掺加氢氧化钡混凝土强度较腐蚀前分别下降17%和3%,氢氧化钡的掺入削弱了硫酸盐腐蚀的破坏程度;(2)相比普通试件,同样腐蚀时间下,掺加氢氧化钡试件的内部结构更完整致密,钙矾石、石膏等腐蚀产物含量有所降低,伴有硫酸钡生成,且随着腐蚀时间延长,掺加氢氧化钡试件内腐蚀产物数量较普通试件显著降低;(3)掺入氢氧化钡的试件内部同时发生了硫酸钡和钙矾石的生成反应,2者存在竞争性,硫酸根优先与氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀,硫酸钡沉淀阻塞硫酸盐溶液入侵的孔隙通道,进一步延缓了腐蚀反应的进行。

关键词：井壁混凝土硫酸盐腐蚀氢氧化钡钙矾石石膏微观性能

地下开采扰动条件下露天矿边坡岩体结构变异与失稳模式分析

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煤炭学报 2012年第2期37卷 211-215页

作者：纪洪广向鹏韩放杨占军北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 抚顺矿业集团有限责任公司辽宁抚顺113008

现场高密度电法探测表明受老虎台早期地下开采影响,东露天矿边坡岩体赋存状态及岩体结构、力学特性发生了较大变异,对边坡开挖稳定性有重要影响。应用开采"三带"理论分析了地下开采扰动区域分布及其与边坡的相对位置关系,指出了边坡岩... 详细信息

现场高密度电法探测表明受老虎台早期地下开采影响,东露天矿边坡岩体赋存状态及岩体结构、力学特性发生了较大变异,对边坡开挖稳定性有重要影响。应用开采"三带"理论分析了地下开采扰动区域分布及其与边坡的相对位置关系,指出了边坡岩体各部位结构变异特征及主要失稳模式:垮落带区域边坡岩体完整性差,碎裂严重,易发生局部塌陷破坏及块体倾倒破坏;断裂带区域边坡岩体离层多,竖向节理裂隙发育,主要发生弯曲倾倒破坏;弯曲下沉带区域边坡岩体完整性较好,保持其层状结构,局部可能发生楔形体破坏;张拉带区域边坡岩体受张拉作用强烈,主要发生张拉破坏。

关键词：地下开采扰动边坡结构变异失稳模式 “三带”

混凝土材料声发射与应力-应变参量耦合关系及应用

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岩石力学与工程学报 2003年第2期22卷 227-231页

作者：纪洪广蔡美峰北京科技大学土木与环境工程学院北京100083

在混凝土结构的可靠性检测中,声发射是一种重要的可测信息。声发射同应力、应变一样,也是表明材料力学特性的本构参量。声发射参量与应力、应变参量之间存在着密切的相关关系。这种相关性可以通过耦合的本构方程来表达。由于声发射对于... 详细信息

在混凝土结构的可靠性检测中,声发射是一种重要的可测信息。声发射同应力、应变一样,也是表明材料力学特性的本构参量。声发射参量与应力、应变参量之间存在着密切的相关关系。这种相关性可以通过耦合的本构方程来表达。由于声发射对于材料的受力历史具有独特的“记忆”特性,因此,可以通过声发射检测来确定材料所受过的最高荷载,进而可以对材料或结构的可靠性进行评价。

关键词：建筑材料声发射应力-应变耦合关系可靠性评价混凝土

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不整合地层下煤层开采覆岩裂隙场发育特征

煤炭学报 2011年第11期36卷 1795-1800页

作者：张燕纪洪广王金安北京科技大学土木与环境工程学院北京100083

以宁夏石嘴山矿西区3号煤层开采为工程背景,采用相似模型试验、数值模拟计算,研究深部不整合覆岩下煤层开采所引起的裂隙发育特征,并对两种方法分别得到的裂隙带形态进行对比分析。由于煤系地层与上覆地层不整合,开采扰动后应力重分布... 详细信息

以宁夏石嘴山矿西区3号煤层开采为工程背景,采用相似模型试验、数值模拟计算,研究深部不整合覆岩下煤层开采所引起的裂隙发育特征,并对两种方法分别得到的裂隙带形态进行对比分析。由于煤系地层与上覆地层不整合,开采扰动后应力重分布及覆岩裂隙发育具有其特殊性。研究发现:煤层开采过程中,采空区周围出现"应力拱";地层不整合面的存在阻隔了煤层开挖引起的应力重分布时的应力传递,使开采扰动后主应力在不整合面下方局部呈现应力集中现象,从而使不整合面下方附近岩体的破坏程度加剧,使裂隙带最终形态为"左高右低"的非对称"马鞍形"。

关键词：不整合地层深部煤层开采覆岩裂隙应力拱 UDEC