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南阳重塑非饱和膨胀土的变形和含水率变化特性

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岩土工程学报 2024年第2期46卷 426-435页

作者：牛庚孙德安陈盼邵龙潭孔亮吴迪缪玉松陈凡秀青岛理工大学理学院山东青岛266520 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 上海大学力学与工程科学学院上海200444 大连理工大学力学系辽宁大连116085

为研究水-力作用下非饱和土变形和含水率变化特性,采用非饱和土三轴仪,对非饱和膨胀土开展了吸力平衡、等向固结和三轴剪切试验,实时监测土的变形和含水率变化,综合分析了水-力作用下土的变形和含水率随时间的变化规律,并以“双孔”模... 详细信息

为研究水-力作用下非饱和土变形和含水率变化特性,采用非饱和土三轴仪,对非饱和膨胀土开展了吸力平衡、等向固结和三轴剪切试验,实时监测土的变形和含水率变化,综合分析了水-力作用下土的变形和含水率随时间的变化规律,并以“双孔”模型为基础框架,揭示了水-力作用下土的变形和含水率变化机制。研究表明:在吸力平衡和等向固结过程,非饱和土的变形和含水率随时间变化规律不同,变形在相对较短时间内达到平衡,而含水率达到平衡耗时更长;在三轴剪切过程,剪缩变形量与孔隙水排出量随时间基本上呈线性变化。随着吸力增大,含水率达到平衡所需时间增长,但对变形达到稳定耗时影响不大。净围压增大会增长含水率达到平衡的时间,然而对变形达到稳定的耗时影响不大。改进“双孔”模型,外力基本上只影响集聚体间孔隙;含水率变化会引起土颗粒重新排列,进而影响集聚体间孔隙;集聚体间孔隙水迁移速率相对较大,颗粒间孔隙水迁移速率相对较小。

关键词：非饱和土变形含水率三轴试验双孔模型

预应力条件下不耦合装药系数对爆轰聚能效果的数值模拟

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科学技术与工程 2024年第10期24卷 4048-4055页

作者：孙博闻郭建李斌缪玉松谭永明李昱锦青岛理工大学理学院青岛266525 辽宁工程技术大学土木工程学院阜新123003 中铁二十二局集团有限公司北京100043

为探究不耦合装药系数在预应力条件下对爆轰聚能药包破岩效果的影响,基于ANSYS/LS-DYNA有限元软件,开展了预应力、不耦合装药系数以及起爆方式耦合作用下爆破效果的数值研究,并通过炮孔内壁峰值压力的监测分析了药包的破岩能力。计算结... 详细信息

为探究不耦合装药系数在预应力条件下对爆轰聚能药包破岩效果的影响,基于ANSYS/LS-DYNA有限元软件,开展了预应力、不耦合装药系数以及起爆方式耦合作用下爆破效果的数值研究,并通过炮孔内壁峰值压力的监测分析了药包的破岩能力。计算结果表明:预应力对爆炸产生的破碎区影响较小,对裂隙区的主裂纹长度有明显的抑制作用。预应力(σ_(x)=σz=14 MPa,σ_(y)=7 MPa)条件下,随着不耦合装药系数的增加孔壁峰值压力呈现逐渐降低趋势,爆轰聚能药包聚能侧爆压提升能力呈现先降低后升高的趋势,耦合装药时爆轰聚能药包聚能侧爆压提升26.3%,不耦合装药系数K=1.6时聚能侧爆压提升22.1%;爆轰聚能药包与中心点起爆药包相比,孔壁聚能侧峰值压力提升11.9%,损伤面积提升15.1%,有明显的定向作用。研究结果对爆轰聚能爆破技术在岩体的应用具有一定的指导意义。

关键词：预应力不耦合系数爆轰聚能深部岩体数值模拟

多采空区干式充填与带式胶结充填力学性能数值模拟研究

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金属矿山 2024年第6期 46-52页

作者：缪玉松黄飞飞朱明德李昱锦王谦源青岛理工大学理学院山东青岛266525 山东黄金集团有限公司深井开采实验室山东莱州261442

针对某萤石矿多采空区的工程概况,采用充填法治理采空区过程中提出了带式胶结充填体结构,运用3DEC离散元软件进行数值模拟计算,以空场法下采场的力学性能为基准,对传统废石干式充填与带式胶结充填2种不同充填方式下采空区进行沉降位移... 详细信息

针对某萤石矿多采空区的工程概况,采用充填法治理采空区过程中提出了带式胶结充填体结构,运用3DEC离散元软件进行数值模拟计算,以空场法下采场的力学性能为基准,对传统废石干式充填与带式胶结充填2种不同充填方式下采空区进行沉降位移场、塑性区、应力场分析。结果表明:空场法下5号矿房顶板与左侧间柱出现塑性区贯通现象,有顶板坍落,间柱溃倒的风险;传统废石干式充填下5号矿房顶板与左侧间柱塑性区面积大幅减少,但是由于废石自身重力作用顶板沉降量增加了12%;带式胶结充填下5号矿房顶板与左侧间柱塑性区仅零星分布于受拉应力较大的临空面,顶板沉降量下降了4.33%,5号矿房上下盘收敛位移较空场法下降了12%。研究表明在不考虑充填成本的情况下,采用带式胶结充填治理多采空区,具有更优良的效果。

关键词：多采空区干式充填带式胶结充填塑性区数值模拟

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起爆方式对爆轰波传播特性的影响研究

青岛理工大学学报 2024年第3期45卷 35-42页

作者：郭建孙博闻姚颖康王海亮缪玉松张义平青岛理工大学理学院青岛266525 江汉大学爆破工程湖北省重点实验室武汉430056 山东科技大学安全与环境工程学院青岛266590 贵州大学矿业学院贵阳550025

为探究爆轰波碰撞对爆轰压力分布规律的影响,采用理论推导、数值模拟和现场试验相结合的方法,分析了不同起爆方式下炸药内部和外部爆轰压力的变化规律。研究结果表明:爆轰波发生碰撞后,依次产生正碰撞、斜碰撞及马赫反射现象,最大爆轰... 详细信息

为探究爆轰波碰撞对爆轰压力分布规律的影响,采用理论推导、数值模拟和现场试验相结合的方法,分析了不同起爆方式下炸药内部和外部爆轰压力的变化规律。研究结果表明:爆轰波发生碰撞后,依次产生正碰撞、斜碰撞及马赫反射现象,最大爆轰压力可达到稳定爆轰压力的3倍以上;采用对称双线性起爆方式时,土体聚能侧所受爆轰压力是起爆侧的2.74倍,轴向所受爆轰压力较单侧线性起爆方式提升了75%。基坑爆破试验结果表明:采用对称双线性起爆方式时,沿爆轰波碰撞聚能方向呈一字型布置起爆,炮孔间的贯通效果相较于单侧线性起爆方式得到了明显提升。

关键词：聚能爆破爆轰波碰撞起爆方式数值模拟基坑爆破

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直通巷道小药量裸露药包爆炸冲击波特性

中国科技论文 2022年第5期17卷 475-480页

作者：王海亮冀新宇缪玉松于建新高尚山东科技大学安全与环境工程学院山东青岛266590 青岛理工大学理学院山东青岛266520 河南理工大学土木工程学院河南焦作454003

为研究直通巷道内小药量裸露药包爆炸冲击波的传播特性,在某矿区7中段巷道中进行小药量裸露药包试验,对测得的爆炸冲击波进行分析。结果表明,单侧开口直通巷道中裸露药包爆炸时,各测点压力均先迅速升高后震荡衰减至初始状态。根据爆心距... 详细信息

为研究直通巷道内小药量裸露药包爆炸冲击波的传播特性,在某矿区7中段巷道中进行小药量裸露药包试验,对测得的爆炸冲击波进行分析。结果表明,单侧开口直通巷道中裸露药包爆炸时,各测点压力均先迅速升高后震荡衰减至初始状态。根据爆心距(R)与巷道等效直径(d)的关系,将爆炸冲击波分为爆炸近区、爆炸中区、爆炸远区3种类型:爆炸近区,冲击波超压主要受入射波控制,叠加现象不明显;爆炸中区,冲击波叠加现象明显,波形中出现多个中间无负压状态的连续峰值,甚至出现反射波压力大于入射波的现象;爆炸远区,冲击波的反射叠加作用使得峰值的正压作用时间继续升高。拟合得到冲击波超压峰值、正压作用时间、比冲量公式,其与实测数据平均相对误差不超过14.45%。研究结果对巷道爆破冲击波分析与防护有一定的指导意义。

关键词：直通巷道小药量冲击波超压比冲量

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大空孔直眼掏槽有效应力分布规律模拟研究

煤炭技术 2023年第7期42卷 30-34页

作者：蒋克文王海亮郭建谷志民缪玉松山东科技大学安全与环境工程学院山东青岛266590 青岛理工大学理学院山东青岛266525

大空孔直眼掏槽技术常应用于岩巷掘进,为探究掏槽孔与空孔间距对空孔附近有效应力分布规律及掏槽效果的影响,采用数值模拟对不同孔距系数K下的单孔掏槽进行研究,分析了空孔围岩有效应力演化规律及损伤范围,并在单孔掏槽基础上研究了多... 详细信息

大空孔直眼掏槽技术常应用于岩巷掘进,为探究掏槽孔与空孔间距对空孔附近有效应力分布规律及掏槽效果的影响,采用数值模拟对不同孔距系数K下的单孔掏槽进行研究,分析了空孔围岩有效应力演化规律及损伤范围,并在单孔掏槽基础上研究了多孔掏槽有效应力的分布规律。研究表明:空孔对应力波具有导向作用,掏槽爆破在爆源与空孔壁的切线方向形成应力集中。当K=1.0~1.6时,单孔掏槽在孔心连线方向形成连续贯通损伤,K越小,空孔壁附近形成裂隙贯通区范围越大,但K过小使掏槽空间过小且钻孔难度也会增大,综合现场情况,建议大空孔直眼掏槽最佳K值为1.3~1.6。多孔掏槽在空孔壁附近的有效应力并非单孔掏槽有效应力的简单叠加,多孔掏槽能够避免低峰值区的出现增强掏槽效果。

关键词：直眼掏槽大空孔孔距系数有效应力数值模拟

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矿用条形药包轴向爆轰波碰撞聚能特性研究

金属矿山 2022年第7期51卷 113-119页

作者：缪玉松郭建陈翔王海亮张义平孙博闻青岛理工大学理学院山东青岛266525 江汉大学爆破工程湖北省重点实验室湖北武汉430056 山东科技大学安全与环境工程学院山东青岛266590 贵州大学矿业学院贵州贵阳550025

针对矿用条形药包爆破坚硬岩石时,常出现大块率高、留有爆破根底的情况,提出了一种改变条形药包爆轰压力分布的双线性对称起爆技术。采用数值模拟与标准试验相结合的方法,分析了双线性对称起爆下条形药包轴向爆轰波的传播特性。研究表明... 详细信息

针对矿用条形药包爆破坚硬岩石时,常出现大块率高、留有爆破根底的情况,提出了一种改变条形药包爆轰压力分布的双线性对称起爆技术。采用数值模拟与标准试验相结合的方法,分析了双线性对称起爆下条形药包轴向爆轰波的传播特性。研究表明:采用双线性对称起爆时,爆轰波依次产生正反射、斜反射和马赫反射现象,爆轰压力可达到中心点起爆时稳定爆轰压力的1.75倍以上;在药卷中心与起爆点连线相垂直的截面边缘上,爆轰压力值可达到稳定爆轰压力的4.09倍以上;在32~80 mm药卷直径范围内,爆轰波碰撞聚能效果随着药卷直径的增大而增大。与铅壔试验结果对比表明:采用双线性对称起爆时,炸药做功能力相较于中心点起爆方式可提升14.5%(铅壔试验)和17.1%(数值模拟)。研究结果对于爆轰波碰撞聚能机理研究有一定的参考意义,可为降低爆破根底和提升炸药能量利用率提供新思路。

关键词：爆轰聚能条形药包爆轰波碰撞起爆方式数值模拟

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爆炸压涂钨铜覆层到铜表面的研究

稀有金属材料与工程 2018年第3期47卷 968-971页

作者：陈翔李晓杰闫鸿浩王小红缪玉松大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024

采用爆炸烧结将钨铜合金覆层烧结到纯铜表面的方法,即将钨铜合金粉末预压到铜板的表面后,进行通氢烧结,然后通过爆炸压实将混合粉末进一步压实在铜板表面,最后扩散烧结成为钨铜复合材料。先采用AUTODYN软件模拟了爆炸压实过程中粉末与... 详细信息

采用爆炸烧结将钨铜合金覆层烧结到纯铜表面的方法,即将钨铜合金粉末预压到铜板的表面后,进行通氢烧结,然后通过爆炸压实将混合粉末进一步压实在铜板表面,最后扩散烧结成为钨铜复合材料。先采用AUTODYN软件模拟了爆炸压实过程中粉末与铜板中的压力分布,确定了一套可以使覆层粉末中压力分布均匀,有利于钨铜合金粉末均匀致密化的参数。而后进行爆炸压实试验,制出的试样覆层密度达到了理论密度的99.3%。对爆炸后的试件进行电子探针检测,检测结果表明钨铜粉混合均匀,钨颗粒的尺寸比铜颗粒要大的多。断口分析结果显示,钨铜覆层的断口形貌不同于传统的断口形貌。钨铜结合面的形貌分析表明,钨铜合金密实的烧结在了铜基体的表面。

关键词：钨铜合金覆层爆炸压实断口分析

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爆轰波碰撞的聚能效应

爆炸与冲击 2017年第3期37卷 544-548页

作者：缪玉松李晓杰王小红闫鸿浩陈翔大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024

利用两高爆速导爆索对称布置于药卷两侧,起爆后炸药爆轰波在对称线处汇聚碰撞,当碰撞角度达到一定值时,发生马赫反射,使爆轰压力成倍增加,形成高压、高能量密度区域的聚能效应。本文在爆轰波传播碰撞理论的基础上,通过炸药做功能力和猛... 详细信息

利用两高爆速导爆索对称布置于药卷两侧,起爆后炸药爆轰波在对称线处汇聚碰撞,当碰撞角度达到一定值时,发生马赫反射,使爆轰压力成倍增加,形成高压、高能量密度区域的聚能效应。本文在爆轰波传播碰撞理论的基础上,通过炸药做功能力和猛度试验验证爆轰波碰撞的聚能效果。做功能力试验结果表明爆轰波碰撞能够增加炸药能量利用率;猛度试验结果表明采用对称起爆技术下的爆轰波碰撞能够改变爆轰波在特定方向上的扩散作用。试验结果与爆轰波入射角的几何关系表明,当高爆速起爆药条与主装药爆速比例在1.15倍以上时,爆轰波碰撞能够达到一定的聚能效果。

关键词：爆轰波聚能效应马赫反射铅壔法铅柱压缩法