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锚杆岩体界面载荷传递规律及锚固长度设计

山东科技大学学报（自然科学版） 2024年第2期43卷 1-12页

作者：赵同彬李龙飞邢明录张玉宝王学斌山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590

为揭示巷道围岩锚固界面脱粘失效机理,量化锚杆支护设计参数,采用三线性粘结滑移模型进行理论分析,对轴向载荷作用下锚固脱粘失效全过程中,锚固段界面剪应力、锚杆轴力分布演化规律以及界面极限锚固力进行研究,根据锚固段长度不同,得到... 详细信息

为揭示巷道围岩锚固界面脱粘失效机理,量化锚杆支护设计参数,采用三线性粘结滑移模型进行理论分析,对轴向载荷作用下锚固脱粘失效全过程中,锚固段界面剪应力、锚杆轴力分布演化规律以及界面极限锚固力进行研究,根据锚固段长度不同,得到两种界面剪应力分布演化类型。研究结果表明:当锚固长度较短时,界面剪应力存在全长软化阶段;当锚固长度较长时,界面剪应力存在弹性-软化-滑移三段共存阶段。锚固粘结界面弹性段、软化段、摩擦段内的剪应力分别呈现双曲余弦函数衰减分布、余弦函数上升分布、均匀分布规律,锚杆轴力随界面剪应力分布演化呈现多种形态的衰减分布规律。根据锚固界面模型解析计算获得极限锚固力,当不考虑脱粘摩擦力时,极限锚固力随锚固长度的增加趋近于某一固定值;当考虑脱粘摩擦力时,增加锚固长度能够持续提高锚固界面安全系数。研究成果可为锚固机制分析、锚杆支护参数设计提供理论参考。

关键词：锚固界面粘结滑移模型剪应力分布极限锚固力锚固长度

变刚度加载试验系统的研制及其在煤岩破坏力学行为测试中的应用

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岩石力学与工程学报 2022年第9期41卷 1846-1857页

作者：赵同彬尹延春谭云亮邢明录汤兴学李春林山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 山东科技大学矿山岩层智能控制与绿色开采省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590 挪威科技大学地质科学与石油工程系挪威特隆赫姆7491

矿山煤层与顶底板岩层具有不同的组合赋存形式,考虑围岩结构刚度差异性的煤岩力学行为试验研究可为揭示冲击地压机制提供一种新的探索方式。介绍了自主研发的一套变刚度加载岩石力学试验系统,该试验系统的主体试验机为内外框架组合式结... 详细信息

矿山煤层与顶底板岩层具有不同的组合赋存形式,考虑围岩结构刚度差异性的煤岩力学行为试验研究可为揭示冲击地压机制提供一种新的探索方式。介绍了自主研发的一套变刚度加载岩石力学试验系统,该试验系统的主体试验机为内外框架组合式结构,利用加载刚度伺服调控系统控制内框架能量储存,实现加载刚度调控的目的。利用该试验系统进行了3种加载刚度下砂岩试件的力学行为测试,研究表明:加载刚度对砂岩试件单轴抗压强度和弹性模量基本无影响;随着加载刚度的减小,砂岩应力-应变峰后曲线由台阶状变为光滑斜线型,峰后应力降速度增大,且与加载刚度呈幂函数关系;试件破坏时试验机框架发生多次瞬时高速回弹行为,瞬时回弹速度极值及时长占比随加载刚度的减小而增大,回弹速度均值、总回弹量与加载刚度呈幂函数关系;加载刚度对试件峰后破裂耗散能影响较小,与试验机应变能释放量呈幂函数关系。所研发的变刚度加载试验系统为不同刚度组合下煤岩力学行为测试提供了新的试验装备。

关键词：采矿工程冲击地压试验系统加载刚度力学行为

螺纹钢锚杆锚固岩石拉拔试验过程精细化数值模拟研究

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煤矿安全 2022年第3期53卷 66-74页

作者：刘亚鑫邢明录刘鹏程付彦坤山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590 山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 宁夏红墩子煤业有限公司红二煤矿宁夏银川750000

为研究螺纹钢锚杆拉拔界面力学特性及锚固结构拉拔破坏过程,在锚杆拉伸试验及数值模拟的基础上,采用有限元软件ABAQUS建立螺纹钢锚杆拉拔对称平面模型,基于界面黏结损伤模型,对螺纹钢锚杆拉拔失效全过程进行模拟。结果表明:数值模拟可... 详细信息

为研究螺纹钢锚杆拉拔界面力学特性及锚固结构拉拔破坏过程,在锚杆拉伸试验及数值模拟的基础上,采用有限元软件ABAQUS建立螺纹钢锚杆拉拔对称平面模型,基于界面黏结损伤模型,对螺纹钢锚杆拉拔失效全过程进行模拟。结果表明:数值模拟可还原真实螺纹钢锚杆的拉伸断裂过程,与圆钢材料拉伸断裂特征不同,螺纹钢锚杆拉伸断裂方位与肋倾角平行;不同肋间距锚杆的载荷-位移曲线说明,肋间距越小,锚固承载性能越好;锚杆横肋的存在可提高黏结接触面积,增大机械咬合力;随着拉拔载荷增加,岩体呈漏斗状由锚固前端向锚固后端逐渐破坏,界面损伤及剪应力峰值逐渐向锚固段深部移动;锚杆、岩体及界面损伤会造成锚杆拉拔载荷-位移曲线波动,损伤越剧烈,波动越明显。

关键词：锚杆拉拔数值模拟横肋应力集中界面失效锚杆支护

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矿用碟形托盘压缩变形及承载特性研究

山东科技大学学报（自然科学版） 2023年第2期42卷 53-61页

作者：潘立志赵同彬邢明录贾敬龙付彦坤山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590 西南交通大学土木工程学院四川成都610031

为阐明碟形托盘在巷道锚杆支护系统中的作用机理,采用室内试验与理论分析方法,研究了矿用碟形托盘的压缩变形过程与承载特性,分析了托盘尺寸参数对承载能力的影响。研究结果表明:碟形托盘的压缩变形过程分为整体协调变形阶段、拱部弯曲... 详细信息

为阐明碟形托盘在巷道锚杆支护系统中的作用机理,采用室内试验与理论分析方法,研究了矿用碟形托盘的压缩变形过程与承载特性,分析了托盘尺寸参数对承载能力的影响。研究结果表明:碟形托盘的压缩变形过程分为整体协调变形阶段、拱部弯曲变形阶段、拱部渐进屈服阶段和拱部完全失效阶段;碟形托盘可按变形特点划分为压缩变形区域、扩张变形区域和翘曲变形区域,压缩变形区域是托盘的主要承载区域;碟形托盘拱部尺寸和形状会影响其承载能力,最大承载力随拱底圆周半径的增加而增大,随拱部高度的增大先增加后减小,且拱部径高比越接近1,托盘整体承载能力越强。

关键词：锚杆支护碟形托盘压缩变形变形区域承载特性

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锈蚀钢筋混凝土梁疲劳试验与数值模拟

锈蚀钢筋混凝土梁疲劳试验与数值模拟

作者：邢明录山东大学

学位级别：硕士

钢筋锈蚀是混凝土结构耐久性失效的主要原因之一。伴随着桥梁结构的老龄化以及交通流量的增加、车载的增大、使用环境的恶化,大量锈蚀混凝土桥梁迫切需要进行安全性评价和剩余疲劳寿命预测。锈蚀钢筋混凝土梁受力性能的研究是土木... 详细信息

钢筋锈蚀是混凝土结构耐久性失效的主要原因之一。伴随着桥梁结构的老龄化以及交通流量的增加、车载的增大、使用环境的恶化,大量锈蚀混凝土桥梁迫切需要进行安全性评价和剩余疲劳寿命预测。锈蚀钢筋混凝土梁受力性能的研究是土木工程领域的热点和方向。国内外学者对锈蚀钢筋混凝土梁的静力性能进行了大量的试验研究、理论分析及数值模拟,取得了众多研究成果。然而,对锈蚀钢筋混凝土梁疲劳性能的研究较少,且一般是先加速锈蚀构件再进行疲劳试验。由于加速锈蚀与自然锈蚀存在本质的区别,直接由加速锈蚀钢筋混凝土梁的试验结果预测既有老化混凝土桥梁的剩余疲劳寿命往往偏于不安全。本文在掌握国内外研究现状、发展趋势的基础上,设计制作8根模拟自然锈蚀钢筋混凝土梁。通过理论分析、试验研究及数值模拟,着重研究和探讨模拟自然锈蚀钢筋混凝土梁疲劳性能的退化规律。研究结果表明,由于加载水平较高、截面尺寸较小,锈蚀梁多在加载点附近发生剪切破坏;模拟自然锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳寿命存在较大的离散性质,其不仅与钢筋的锈蚀率、应力范围有关,而且与钢筋的锈蚀形态、锈蚀梁的破坏特征有关;随循环次数增长,钢筋的最大应力、最小应力都有不同程度的增加;总体上,跨中挠度发展具有明显的三阶段特征：陡降—平稳—陡升,其中第二阶段占90%以上;最初以弯曲裂缝为主,随循环次数增长,斜裂缝出现并迅速发展,最终起决定作用。基于大型通用有限元软件ANSYS,对试验梁进行数值模拟,分析其静力性能及疲劳性能,并与试验结果进行了对比。

关键词：钢筋混凝土梁锈蚀疲劳退化分析

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大变形锚杆锚固效应及防冲吸能支护机理

Journal of Central South University 2021年第2期28卷 572-581页

作者：赵同彬邢明录郭伟耀王存文王博 College of Energy and Mining Engineering Shandong University of Science and TechnologyQingdao 266590China State Key Laboratory of Mining Disaster Prevention and Control Co-founded by Shandong Province and the Ministry of Science and Technology Shandong University of Science and TechnologyQingdao 266590China Shandong Energy Group Co. Ltd.Jinan 250014China Beijing Haohua Hongqingliang Co. Ltd.Ordos 014316China

大变形锚杆支护是冲击地压灾害防治的重要手段之一,为研究大变形锚杆拉伸及锚固特征,建立了大变形锚杆拉伸及拉拔数值模型,研究了拉拔力、锚杆轴力和锚固段界面剪应力演化规律,分析了结构元件设计位置对其锚固效应的影响,探讨了大变形... 详细信息

大变形锚杆支护是冲击地压灾害防治的重要手段之一,为研究大变形锚杆拉伸及锚固特征,建立了大变形锚杆拉伸及拉拔数值模型,研究了拉拔力、锚杆轴力和锚固段界面剪应力演化规律,分析了结构元件设计位置对其锚固效应的影响,探讨了大变形锚杆防冲吸能支护机理。结果表明:普通锚杆在拉伸或拉拔过程中,拉拔力、锚杆轴力和锚固段界面剪应力均随着位移的增加而不断增大,但大变形锚杆进入结构变形阶段后,拉拔力、锚杆轴力和锚固段界面剪应力会处于相对稳定状态,尤其是锚固段锚杆轴力及界面剪应力分布会保持稳定;大变形锚杆的结构元件越靠近拉拔端,拉拔力波动幅度越小、自由段锚杆轴力分布越稳定、锚固段界面剪应力增速越小,更利于锚固体受力稳定。在大变形锚杆工作过程中,不仅锚杆本身应变很小和工作阻力相对稳定,而且锚杆轴力和锚固段界面剪应力分布相对稳定,当围岩发生冲击破坏时,锚杆不易被拉断或粘结界面不易破坏,可更有效地吸收围岩释放的弹性变形能,降低冲击地压灾害程度。

关键词：冲击地压大变形锚杆数值模拟拉拔试验锚固效应吸能机理

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数字化转型、动态能力与制造业企业绿色创新

统计与决策 2024年第3期40卷 184-188页

作者：邢明强许龙西安交通大学管理学院西安710049 河北经贸大学工商管理学院石家庄030061

数字化与绿色化协同发展是我国实现“双碳”目标的重要手段。作为碳排放的重要主体,制造业企业数字化转型促进绿色创新的实现仍是较长时期内的研究重心。文章利用2011—2021年中国沪深A股制造业上市公司数据,检验了数字化转型、动态能... 详细信息

数字化与绿色化协同发展是我国实现“双碳”目标的重要手段。作为碳排放的重要主体,制造业企业数字化转型促进绿色创新的实现仍是较长时期内的研究重心。文章利用2011—2021年中国沪深A股制造业上市公司数据,检验了数字化转型、动态能力对企业绿色创新的作用机制,分析了政府环境规制和市场竞争程度的调节效应。结果表明,数字化转型通过增强动态能力促进制造业企业绿色创新,且受到环境规制和市场竞争程度的调节,经过一系列稳健性和内生性检验后结论依旧成立。

关键词：制造业企业数字化转型绿色创新环境规制市场竞争程度

MoS_(2)的氧化还原特性综述:从污水治理到肿瘤治疗

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Science China Materials 2024年第2期67卷 382-396页

作者：梁丽虹曹嘉真郇金亮邢明阳 School of Chemistry&Molecular Engineering East China University of Science and TechnologyShanghai 200237China School of Resources and Environmental Engineering East China University of Science and TechnologyShanghai 200237China Department of General Shanghai Eighth People’s HospitalShanghai 200235China

环境污染及其衍生出的生物毒性是当今世界面临的两大挑战,寻找环境友好型材料是解决这类问题的有效策略之一.作为备受关注的类石墨烯纳米材料,二硫化钼(MoS_(2))性质优越,来源广泛,在污水处理领域具有强大的实际应用价值.与此同时,MoS_... 详细信息

环境污染及其衍生出的生物毒性是当今世界面临的两大挑战,寻找环境友好型材料是解决这类问题的有效策略之一.作为备受关注的类石墨烯纳米材料,二硫化钼(MoS_(2))性质优越,来源广泛,在污水处理领域具有强大的实际应用价值.与此同时,MoS_(2)还具有良好的生物相容性,因此研究学者们进而开发了其在生物应用领域的潜力,包括杀菌及肿瘤治疗等方面.本文总结了MoS_(2)在水处理及肿瘤治疗方面的应用及进展,并关注MoS_(2)在这两种应用场景下的创新.此外,我们还根据成本、回收效率对MoS_(2)的未来应用进行了展望.

关键词： MoS_(2) water environment remediation tumor therapy nanocomposites

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岩石冲击破坏室内试验方法研究现状及展望

煤矿安全 2020年第5期51卷 192-196页

作者：姚金鹏尹延春汤兴学邢明录山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590 北京理工大学宇航学院北京100081

针对冲击地压发生机理与前兆信息试验研究问题,从应变型冲击试验、动载型冲击试验、岩石变形信息监测技术3个方面归纳模拟研究冲击地压的主要试验方法。综述应变型冲击试验的主要原理与方法,如模拟巷道开挖的真三轴卸荷试验、考虑围岩... 详细信息

针对冲击地压发生机理与前兆信息试验研究问题,从应变型冲击试验、动载型冲击试验、岩石变形信息监测技术3个方面归纳模拟研究冲击地压的主要试验方法。综述应变型冲击试验的主要原理与方法,如模拟巷道开挖的真三轴卸荷试验、考虑围岩能量补给的柔性加载试验及围岩结构特征的煤岩组合体试验;总结动载型冲击试验的主流试验方法,如多波形扰动破坏试验、多维静载-霍普金森冲击试验等;阐述岩石变形破坏过程中声发射、表面应变场与温度场、内部裂隙场与应力场的监测技术手段。指出围岩结构体冲击模拟试验方法、岩石破坏后多信息监测技术等方面的发展方向,期望对岩石冲击破坏室内试验方法改进与创新提供指导。

关键词：冲击地压应变型冲击动载诱发型冲击前兆信息试验方法