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冻融循环影响下金属矿山边坡坚硬岩石物理力学性质研究

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采矿与安全工程学报 2015年第4期32卷 689-696页

作者：闻磊李夕兵苏伟中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 长沙矿山研究院有限责任公司湖南长沙410012

利用西藏玉龙铜矿边坡花岗斑岩、灰岩、石英砂岩3种典型的坚硬岩石样本进行冻融循环实验,根据矿区所在地多年气象资料、采场所处自然环境,进行冻融温度区间为-20~20℃的岩石冻融循环试验,模拟了岩石冻融过程,研究了饱水状态坚硬岩石在... 详细信息

利用西藏玉龙铜矿边坡花岗斑岩、灰岩、石英砂岩3种典型的坚硬岩石样本进行冻融循环实验,根据矿区所在地多年气象资料、采场所处自然环境,进行冻融温度区间为-20~20℃的岩石冻融循环试验,模拟了岩石冻融过程,研究了饱水状态坚硬岩石在冻融循环作用下的质量、体积、单轴抗压强度、抗拉强度、冻融系数、风化程度的变化规律,并绘出了冻融次数与试样的抗压强度、抗拉强度、冻融系数的拟合关系曲线,为坚硬岩石冻融研究提供了试验依据。将实验结果应用于西藏玉龙铜矿花岗斑岩边坡的具体实例中,采用强度折减法计算出了矿山边坡冻融风化前、后的安全系数,为寒区露采矿山边坡的稳定性研究提供了参考。

关键词：露采金属矿山坚硬岩石冻融循环物理力学特性强度折减法

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社会系统的复杂性研究

科技进步与对策 2001年第2期18卷 24-26页

作者：李习彬国家行政学院北京100089

社会系统是最高层次、也是最为复杂的系统。人的行为的复杂性是其复杂性的根源，而组织化 (组织整合 )是个体复杂性发展为系统复杂性的基本途径。介绍了作者关于社会系统组织化的研究：以社会系统特有的非完全整合研究为主线，从建立与... 详细信息

社会系统是最高层次、也是最为复杂的系统。人的行为的复杂性是其复杂性的根源，而组织化 (组织整合 )是个体复杂性发展为系统复杂性的基本途径。介绍了作者关于社会系统组织化的研究：以社会系统特有的非完全整合研究为主线，从建立与社会系统组织整合的复杂性相适应的概念体系入手，逐渐形成从新的系统哲学 (总体系统观 )、组织化理论，到应用方法论的一套初步完整的社会系统组织化理论体系。

关键词：社会系统复杂性组织化非完全整合

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基于裂纹扩展模型的深部硐室围岩致裂规律

煤炭学报 2019年第5期44卷 1378-1390页

作者：李响怀震李夕兵宫凤强中南大学资源与安全工程学院

根据岩体的非均匀性和存在初始裂纹的特征,在二维有限差分程序中建立了非均质体二维模型,并在模型中考虑初始裂纹的影响,利用程序中的自带编译语言,实现了服从不同分布的初始裂纹的长度和角度的赋值。在模型中,利用亚临界裂纹扩展理论... 详细信息

根据岩体的非均匀性和存在初始裂纹的特征,在二维有限差分程序中建立了非均质体二维模型,并在模型中考虑初始裂纹的影响,利用程序中的自带编译语言,实现了服从不同分布的初始裂纹的长度和角度的赋值。在模型中,利用亚临界裂纹扩展理论描述与时间相关的裂纹亚临界扩展过程,计算过程可体现裂纹扩展的时间效应,从而实现对所模拟结构的寿命预测。模型中裂纹的扩展方式假定为形成翼型裂纹的形式,利用翼型裂纹的简化模型对裂纹的扩展尺寸,应力强度因子等参数进行计算。在每一计算步中,每个单元中的裂纹扩展方向与该时刻单元所受应力情况相关,应力强度因子与该单元所受应力大小及翼型裂纹简化长度相关。利用该模型对高地应力条件下孔洞开挖卸荷导致围岩破坏的过程进行模拟,分析了深部岩体开挖导致的围岩破坏规律,对不同的孔洞形状和初始裂纹的分布情况分别进行了分析,计算结果显示了非连续破裂的形成与初始裂纹角度分布的关系:分区破裂的表现形态与初始裂纹和最大压应力的夹角相关,并且不同初始裂纹角度均值也会导致围岩破裂时间不同。通过建立的多种孔洞形状开挖模型,对不同孔洞形状围岩破裂形态及破坏时间的规律进行总结,发现相同计算步数内方形孔洞周边围岩处破坏单元数量最多,圆形孔洞周边围岩破坏单元数量最少。研究结果证实了裂纹的分布对孔洞周边围岩破坏形态的影响,对裂纹扩展的时间效应的分析可实现对围岩破坏程度和范围的预测,可为深部高地应力条件下诱导致裂非爆连续开采的实施时间和方式提供指导。

关键词：深部开挖围岩诱导致裂亚临界裂纹扩展翼型裂纹

岩石SHPB测试中试样恒应变率变形的加载条件

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岩石力学与工程学报 2009年第12期28卷 2445-2452页

作者：周子龙李夕兵岩小明中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 江西铜业集团公司博士后工作站江西贵溪335400

从分析霍布金逊压杆测试中试样变形应力、入射应力、反射应力和透射应力的相互关系入手,获得满足试样恒应变率变形所需的加载条件,即只有当加载应力和试样的变形应力具有相同的变化规律时,试样变形才处于恒应变率状态。试验结果表明,整... 详细信息

从分析霍布金逊压杆测试中试样变形应力、入射应力、反射应力和透射应力的相互关系入手,获得满足试样恒应变率变形所需的加载条件,即只有当加载应力和试样的变形应力具有相同的变化规律时,试样变形才处于恒应变率状态。试验结果表明,整形器法和异形冲头法都能在一定程度上实现试样的恒应变率测试,双试样法实际是整形器法的一个特例。整形器法更适合于理想弹脆性岩类的测试,异形冲头法对具有幂函数型本构曲线岩类和未知本构特征材料的测试有利,并且可重复性好。能产生半正弦波的异形冲头法可减小波形弥散对测试结果的影响。

关键词：岩石力学霍布金逊压杆恒应变率加载条件

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巴西圆盘劈裂试验中拉伸模量的解析算法

岩石力学与工程学报 2010年第5期29卷 881-891页

作者：宫凤强李夕兵 ZHAO J 中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 瑞士洛桑联邦理工大学岩石力学实验室瑞士洛桑CH-1015

提出巴西圆盘劈裂试验中拉伸模量的解析算法。结合圆盘对心受力的理论弹性解和实际试验过程中便于测量的物理参数,基于微积分的原理,通过对试样中心垂直加载方向上每一点拉应变的积分,可以得到该方向上总的变形量,进而推导出岩石拉伸模... 详细信息

提出巴西圆盘劈裂试验中拉伸模量的解析算法。结合圆盘对心受力的理论弹性解和实际试验过程中便于测量的物理参数,基于微积分的原理,通过对试样中心垂直加载方向上每一点拉应变的积分,可以得到该方向上总的变形量,进而推导出岩石拉伸模量和总位移变形量之间的定量关系式。该关系式包含加载力、试样直径、试样厚度、岩石泊松比和试样中心垂直加载方向上总位移变形量5个物理量,其意义明确,运用简便,可为求解巴西劈裂试验拉伸模量提供一种新的方法。

关键词：岩石力学巴西圆盘劈裂试验拉伸模量拉伸试验岩石材料

基于响应面法的三维H-B强度准则可靠度的研究

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中南大学学报（自然科学版） 2017年第2期48卷 491-497页

作者：朱唤珍李夕兵宫凤强中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083

针对采用一次二阶矩法计算复杂、高度非线性功能函数的可靠指标时,求解功能函数对随机变量的偏导数极其困难,并且偏导数形式非常复杂等问题,提出用响应面函数代替原功能函数的方法,使其求导过程方便,并且使偏导数形式转化为随机变量的... 详细信息

针对采用一次二阶矩法计算复杂、高度非线性功能函数的可靠指标时,求解功能函数对随机变量的偏导数极其困难,并且偏导数形式非常复杂等问题,提出用响应面函数代替原功能函数的方法,使其求导过程方便,并且使偏导数形式转化为随机变量的线性表达式,便于程序化求解。然后以计算三维Hoek-Brown强度准则的可靠度为例,确认响应面法在复杂、高度非线性功能函数可靠度计算中的可行性,并与变量代换法和复合函数求导法则的计算结果进行比较,说明利用响应面法计算的结果具有较高的精度。最后,用响应面法分析强度准则参数分布类型和岩体参数之间的相关性对三维Hoek-Brown准则可靠度的影响规律。研究结果表明:该方法具有较高精度;强度准则参数分布类型对可靠指标的敏感性较弱;岩体参数的负相关系数与可靠指标线性相关,对可靠指标的影响不大。

关键词： Hoek-Brown准则响应面法高度非线性的功能函数偏导数

含预制椭圆形孔洞大理岩变形破坏力学特性试验研究

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岩石力学与工程学报 2019年第A01期38卷 2724-2733页

作者：朱泉企李地元李夕兵中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083

通过对含预制椭圆形孔洞板状大理岩试样进行单轴压缩试验,研究椭圆长短轴比m及倾角?对大理岩力学特性的影响,并借助数字图像相关技术(DIC)记录并分析试样的变形破裂过程。研究发现,含椭圆形孔洞试样的峰值强度、弹性模量和起裂应力水平... 详细信息

通过对含预制椭圆形孔洞板状大理岩试样进行单轴压缩试验,研究椭圆长短轴比m及倾角?对大理岩力学特性的影响,并借助数字图像相关技术(DIC)记录并分析试样的变形破裂过程。研究发现,含椭圆形孔洞试样的峰值强度、弹性模量和起裂应力水平都随倾角的增大而增大,且对倾角和长短轴比的变化都有不同的敏感性,其中峰值强度对倾角变化的敏感程度随长短轴比的增大而增大。含椭圆形孔洞试样的最终破坏模式随倾角的增大可分为拉–剪混合破坏和剪切破坏2种,而孔洞长短轴比的变化对裂纹搭接及岩样破坏形态的影响较小。含椭圆形孔洞岩样在峰值前后的变形破裂特征能够通过观测试样表面应变场得到清晰地表征,其中局部高应变区预示着裂纹的起裂和扩展。基于局部化特征,提出一种含孔洞缺陷岩石起裂应力的测量方法,当含椭圆形孔洞试样起裂应力水平达到39.83%～76.18%时,试样处于拉伸裂纹临界起裂状态。

关键词：岩石力学椭圆形孔洞变形破裂数字图像相关起裂应力水平

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一种推断岩体裂隙几何参数概率模型的新方法

岩石力学与工程学报 2006年第z2期25卷 3703-3708页

作者：张伟宫凤强李夕兵李地元中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083

提出推断岩体裂隙几何参数概率模型的切比雪夫多项式拟合法。基于数值逼近原理,并根据工程现场的样本矩,运用切比雪夫多项式来推断岩体裂隙几何参数的概率密度函数,同时采用精度较高的χ2检验法,从理论上证明所求密度函数的正确性和实... 详细信息

提出推断岩体裂隙几何参数概率模型的切比雪夫多项式拟合法。基于数值逼近原理,并根据工程现场的样本矩,运用切比雪夫多项式来推断岩体裂隙几何参数的概率密度函数,同时采用精度较高的χ2检验法,从理论上证明所求密度函数的正确性和实用性。研究结果表明,根据切比雪夫多项式方法所得到的逼近表达式非常接近最常用的经典分布曲线(正态分布、对数正态分布、伽马分布、指数分布)。此外,根据样本数据得出的某隧道裂隙岩体产状的概率密度函数,与实际统计所得频率分布非常接近,精度优于传统的经典分布拟合法。

关键词：岩石力学裂隙岩体切比雪夫多项式概率分布几何参数

三维静载与循环冲击组合作用下砂岩动态力学特性研究

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岩石力学与工程学报 2013年第7期32卷 1358-1372页

作者：金解放李夕兵钟海兵江西理工大学建筑与测绘工程学院江西赣州341000 中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083

利用动静组合加载试验装置,对具有不同轴压和围压的砂岩进行循环冲击试验,研究砂岩抵抗循环冲击载荷能力的变化特性,并重点讨论围压和轴压对砂岩动态疲劳力学特性的影响。围压分别设置为4,8,10和12 MPa四个系列,轴向静载荷分别设置为49,... 详细信息

利用动静组合加载试验装置,对具有不同轴压和围压的砂岩进行循环冲击试验,研究砂岩抵抗循环冲击载荷能力的变化特性,并重点讨论围压和轴压对砂岩动态疲劳力学特性的影响。围压分别设置为4,8,10和12 MPa四个系列,轴向静载荷分别设置为49,84,105和125 MPa四个系列,入射杆上的入射波大小相等,入射能大小为230 J。结果表明,相同围压下,总循环冲击次数随轴压的增大而减小;相同轴压下,随围压的增加,岩石承受的总循环冲击次数增加。随循环冲击次数的增加,岩石动态峰值应力、加载段的变形模量和弹性应变逐渐减小,动态峰值应变和残余应变逐渐增加。动态峰值应力和平均应变率具有良好的负线性关系;相同围压情况下,随轴压的递增,动态峰值应力和平均应变率拟合直线斜率的绝对值越来越大;相同轴压情况下,随着围压的增加,拟合直线斜率的绝对值越来越小。三维静应力情况下,减小轴压或增加围压有利于提高岩石抵抗外部循环冲击的能力。

关键词：岩石力学循环冲击三维静载荷抵抗冲击能力动态峰值应力变形特性