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International Journal of Mining Science and Technology 2022年第5期32卷 981-995页

作者： zhongwen yue Akang Li Peng Wang Peng Wang Department of Mechanics and Civil Engineering China University of Mining and Technology-BeijingBeijing 100083China Pan-China Construction Group Co. Ltd.Beijing 100070China

This paper presented a novel bond-slip model to better reveal the mechanical behavior of the bolt-grout interface for fully-grouted rockbolts under tensile loads by considering the non-linear response in the softening *** exponential decay function is adopted for describing the non-linear response in the softening *** on the improved bond-slip model,the corresponding analytical solutions for the interfacial shear stress and the axial force of the bolt under different loading stages are ***,the validity of this proposed model was verified by comparing with the experimental *** results show that compared with the linear softening model,the proposed model is more suitable for predicting the mechanical performance of fully-grouted ***,a series of parametric studies are conducted to explore the effect of model parameters on the mechanical properties of fully-grouted *** results indicate that compared with the anchor length,the bolt diameter and the bond strength of the bolt-grout interface have a significance influence on the ultimate load of bolt,especially for the elastic and softening ***,it can be found that using the linear softening model maybe overestimates the supporting performance of grouted bolt,resulting in an unsafe design for bolt.

关键词： Fully-grouted rockbolts Non-linear response Bond-slip model Anchor length Analytical solutions

Effects of cement content, polypropylene fiber length and dosage on fluidity and mechanical properties of fiber-toughened cemented aeolian sand backfill

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International Journal of Minerals,Metallurgy and Materials 2024年第11期31卷 2404-2416页

作者： Shushuai Wang Renshu Yang Yongliang Li zhongwen yue School of Mechanics and Civil Engineering China University of Mining and Technolog(Beijing)Beijing 100083China School of Civil and Resource Engineering University of Science and Technology BeijingBeijing 100083China School of Energy and Mining Engineering China University of Mining and Technology(Beijing)Beijing 100083China

Using aeolian sand(AS)for goaf backfilling allows coordination of green mining and AS *** AS backfill(CASB)exhibits brittle ***(PP)fibers are good toughening *** the toughening effect of fibers is analyzed,their influence on the slurry conveying performance should also be ***,cement affects the interactions among the hydration products,fibers,and *** this study,the effects of cement content(8wt%,9wt%,and 10wt%)and PP fiber length(6,9,and 12 mm)and dosage(0.05wt%,0.1wt%,0.15wt%,0.2wt%,and 0.25wt%)on fluidity and mechanical properties of the fibertoughened CASB(FCASB)were *** results indicated that with increases in the three aforementioned factors,the slump flow decreased,while the rheological parameters *** compressive strength(UCS)increased with the increase of cement content and fiber length,and with an increase in fiber dosage,it first increased and then *** strain increased with the increase of fiber dosage and *** effect of PP fibers became more pronounced with the increase of cement *** image correlation(DIC)test results showed that the addition of fibers can restrain the peeling of blocks and the expansion of fissure,and reduce the stress concentration of the *** electron microscopy(SEM)test indicated that the functional mechanisms of fibers mainly involved the interactions of fibers with the hydration products and matrix and the spatial distribution of *** the basis of single-factor analysis,the response surface method(RSM)was used to analyze the effects of the three aforementioned factors and their interaction terms on the *** influence surface of the two-factor interaction terms and the three-dimensional scatter plot of the three-factor coupling were *** conclusion,the response law of the FCASB properties under the effects of cement and PP fibers were obtained,which provides theoretical and engineerin

关键词： polypropylene fibers fiber-toughened cemented aeolian sand backfill digital image correlation scanning electron microscopy response surface method

Propagation and Coalescence of Blast-Induced Cracks in PMMA Material Containing an Empty Circular Hole Under Delayed Ignition Blasting Load by Using the Dynamic Caustic Method

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Journal of Beijing Institute of Technology 2018年第4期27卷 547-555页

作者： zhongwen yue Yao Song Zihang Hu Yanlong Lu School of Mechanics and Civil Engineering China University of Mining and Technology

In this paper,dynamic caustic method is applied to analyze the blast-induced crack propagation and distribution of the dynamic stress field around an empty circular hole in polymethyl methacrylate(PMMA)material under delayed ignition blasting *** following experimental results are obtained.(1)In directional-fracture-controlled blasting,the dynamic stress intensity factors(DSIFs)and the propagation paths of the blast-induced cracks are obviously influenced by the delayed ignition.(2) The circular hole situated between the two boreholes poses a strong guiding effect on the coelesence of the cracks,causing them to propagate towards each other when cracks are reaching the circular hole area.(3)Blast-induced cracks are not initiated preferentially because of the superimposed effect from the explosive stress waves on the cracking area.(4) By using the scanning electron microscopy(SEM)method,it is verified that the roughness of crack surfaces changes along the crack propagation paths.

关键词： crack propagation and coalescence dynamic caustic method delayed ignition blast-induced cracks dynamic stress intensity factor(DSIF)

自由边界影响下定向断裂爆破裂纹尖端应力分布与扩展机理

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高压物理学报 2024年第5期38卷 149-159页

作者：邱鹏岳中文太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室山西太原030024 中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院北京100083

天然岩体常含自由边界,对定向断裂爆破产生干扰。为探究自由边界对定向断裂爆破的影响,采用爆炸焦散线方法和高速摄影技术,研究了含自由边界时定向爆炸裂纹尖端的应力分布和扩展机理。自由边界的反射P/S波作用于定向爆炸裂纹,改变了裂... 详细信息

天然岩体常含自由边界,对定向断裂爆破产生干扰。为探究自由边界对定向断裂爆破的影响,采用爆炸焦散线方法和高速摄影技术,研究了含自由边界时定向爆炸裂纹尖端的应力分布和扩展机理。自由边界的反射P/S波作用于定向爆炸裂纹,改变了裂尖应力分布,产生了“弧线形”裂纹扩展路径。定向爆炸裂纹扩展可分为3个阶段。(1)反射波作用前:裂尖受爆生气体“气楔”作用,产生Ⅰ型断裂,并沿直线扩展。(2)反射波作用时:反射P/S波均使裂尖受张拉-剪切作用,产生Ⅰ-Ⅱ复合型断裂,裂纹偏转趋向自由边界;在反射P波的作用下裂尖产生畸变焦散斑,裂尖应力由K场主导变为非K场主导,而在反射S波的作用下裂尖应力恢复为K场主导。(3)反射波作用后:裂尖在惯性作用下恢复为Ⅰ型断裂,沿直线扩展。在明确反射P/S波对定向爆炸裂纹作用的基础上,推导了自由边界影响下定向断裂爆破炮孔间距的计算公式,可为精细化定向断裂爆破提供理论参考。

关键词：自由边界定向断裂爆破反射P/S波裂尖应力分布裂纹扩展

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爆破光测技术实验教学改革与安全管理

实验技术与管理 2016年第5期33卷 222-226页

作者：岳中文中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

针对爆破光测技术实验教材内容部分过时、实验教学方法不合理、实验安全管理工作繁重等问题,通过更新教学大纲、调整教学内容、改革实验方法、转变实验角色、完善考核标准、建设安全管理制度、强化安全教育、加强实验预习和实验指导、... 详细信息

针对爆破光测技术实验教材内容部分过时、实验教学方法不合理、实验安全管理工作繁重等问题,通过更新教学大纲、调整教学内容、改革实验方法、转变实验角色、完善考核标准、建设安全管理制度、强化安全教育、加强实验预习和实验指导、规范实验教学安全运行、完善应急预案机制等实验教学改革,在实验教学中取得较好效果,提高了爆破光测技术实验教学的质量。

关键词：爆破光测技术实验教学改革安全管理

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爆生裂纹与层理缺陷相互作用的实验研究

振动与冲击 2017年第12期36卷 99-104页

作者：岳中文胡庆文陈彪中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

为了研究爆生裂纹与层理缺陷的相互作用机制,采用新型数字激光动态焦散线实验方法对含层理岩体在爆炸载荷下的动态断裂行为进行了实验分析。实验结果表明:在爆炸载荷下,当炮孔切槽方向与层理面存在一定夹角θ时,爆炸使层理岩体裂纹扩展... 详细信息

为了研究爆生裂纹与层理缺陷的相互作用机制,采用新型数字激光动态焦散线实验方法对含层理岩体在爆炸载荷下的动态断裂行为进行了实验分析。实验结果表明:在爆炸载荷下,当炮孔切槽方向与层理面存在一定夹角θ时,爆炸使层理岩体裂纹扩展分为爆生主裂纹、界面裂纹、次生裂纹三个阶段;爆生主裂纹扩展到层理面后,不是直接贯通层理面沿原方向继续扩展,而是产生界面裂纹之后再继续扩展,产生的界面裂纹长度随夹角θ增大而减小;裂纹扩展贯通层理后,次生裂纹继续扩展,随夹角θ的增大,次生裂纹扩展长度逐渐增大;爆生主裂纹扩展过程中,随着爆生主裂纹尖端至层理面距离的减小,爆生主裂纹尖端动态应力强度因子和裂纹扩展速度均逐渐减小,说明层理面对爆生主裂纹的扩展起阻碍作用,且夹角θ越大阻碍作用越明显。实验研究分析了不同角度层理构造缺陷对裂纹扩展规律的影响。

关键词：焦散线层理岩体爆炸荷载动态应力强度因子

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冲旋作用下随钻测量系统研发与应用

采矿与安全工程学报 2024年第1期41卷 114-122页

作者：李杨王雁冰岳小磊岳中文李为中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

硬岩巷道岩体性质是爆破参数设计的重要依据,快速获取岩体力学参数对提升巷道掘进效率至关重要。随钻参数与岩石性质有着密不可分的关系,随钻测量系统是监测钻机钻进过程中钻进参数的重要工具。通过随钻测量系统,可以实时掌握钻进过程... 详细信息

硬岩巷道岩体性质是爆破参数设计的重要依据,快速获取岩体力学参数对提升巷道掘进效率至关重要。随钻参数与岩石性质有着密不可分的关系,随钻测量系统是监测钻机钻进过程中钻进参数的重要工具。通过随钻测量系统,可以实时掌握钻进过程中的钻压、转速、钻速等工程参数,进而分析实际钻进岩体性质,为爆破参数设计及优化提供参考。为了快速、准确地获取硬岩力学参数,在冲旋钻机基础上建立了具有冲击功能的智能随钻测量系统,该系统主要由智能钻进控制系统和智能感知系统组成,可对钻进速度、钻头转速、推进压力、旋转压力、冲击压力等多种随钻参数进行智能控制与实时监测。基于该系统开展了不同等级高强度岩石试样冲旋钻孔试验,讨论分析了不同钻进参数条件下钻具的响应性能以及各钻进参数之间的相互关系。试验结果表明:冲旋智能随钻测量系统控制性能稳定,智能感知系统监测数据有效可靠;随钻参数与岩石性质间响应关系具有显著规律性,不同强度岩石钻进参数响应最明显的是钻进速度,表明平均钻速与试件强度呈负相关。该系统可有效识别不同强度岩石,定量评价岩体力学参数,研究结果可为实时获取工程原位岩体力学参数提供一种新的方法。

关键词：冲旋钻进随钻测量系统研发岩体参数硬岩巷道

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炮孔间距对切缝药包爆生裂纹扩展规律的影响

岩石力学与工程学报 2018年第11期37卷 2460-2467页

作者：岳中文田世颖陈志远中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

为研究炮孔间距对切缝药包爆生裂纹扩展的影响,采用爆破加载数字激光动态焦散线实验系统和数值模拟相结合的方法,对比分析孔间爆生裂纹在不同炮孔间距下的扩展规律。结果表明:随着炮孔间距的增加,孔间爆生主裂纹不再表现为直接贯穿,而... 详细信息

为研究炮孔间距对切缝药包爆生裂纹扩展的影响,采用爆破加载数字激光动态焦散线实验系统和数值模拟相结合的方法,对比分析孔间爆生裂纹在不同炮孔间距下的扩展规律。结果表明:随着炮孔间距的增加,孔间爆生主裂纹不再表现为直接贯穿,而是发生偏转呈现"牵手状"分布;爆生主裂纹在扩展过程产生明显波动,且在裂纹相遇区该波动行为更为显著;爆生主裂纹扩展速度、动态应力强度因子的峰值以及裂纹相遇区的应力峰值均取决于炮孔间距,炮孔间距较小时,峰值较大,有利于裂纹的定向扩展。

关键词：数值模拟切缝药包炮孔间距动态焦散线裂纹扩展

冲击载荷下双预置裂纹三点弯曲梁动态断裂实验

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振动与冲击 2017年第4期36卷 151-156,177页

作者：岳中文宋耀邱鹏胡庆文中国矿业大学力学与建筑工程学院北京100083

采用数字激光焦散线实验系统,对双预置裂纹三点弯曲梁进行了动态冲击实验,分析了双预置裂纹对试件裂纹尖端扩展速率和动态应力强度因子值的影响。实验结果表明:1双预置裂纹三点弯曲梁在动态冲击实验中,B裂纹作为开裂裂纹,其起裂时间和... 详细信息

采用数字激光焦散线实验系统,对双预置裂纹三点弯曲梁进行了动态冲击实验,分析了双预置裂纹对试件裂纹尖端扩展速率和动态应力强度因子值的影响。实验结果表明:1双预置裂纹三点弯曲梁在动态冲击实验中,B裂纹作为开裂裂纹,其起裂时间和扩展速率峰值受到冲击载荷加载点与其预置位置之间水平距离值的影响,距离越小,起裂越快,扩展速率峰值越大;2试件开裂后,裂纹的裂纹扩展速度和动态应力强度因子值随时间的变化曲线均具有快速上升然后波动下降的规律;3B裂纹起裂所需能量随着A、B裂纹间距a值减小而增大。

关键词：双预置裂纹三点弯曲梁焦散线动态应力强度因子断裂力学

考虑锚-岩界面相对滑移的圆形巷道全长锚固锚杆力学性能研究

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采矿与安全工程学报 2024年第1期41卷 123-133页

作者：李阿康岳中文王鹏任猛姚达中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院北京100083 山西华兴铝业有限公司山西吕梁035300

为了更好地揭示全长锚固锚杆与围岩的相互作用机制,基于圆形巷道弹塑性变形理论,通过考虑锚杆与围岩之间的相对运动,建立了全长锚固锚杆与围岩耦合作用的弹塑性力学模型。基于有限差分法(FDM)提出了一种求解耦合力学模型的简化数值程序... 详细信息

为了更好地揭示全长锚固锚杆与围岩的相互作用机制,基于圆形巷道弹塑性变形理论,通过考虑锚杆与围岩之间的相对运动,建立了全长锚固锚杆与围岩耦合作用的弹塑性力学模型。基于有限差分法(FDM)提出了一种求解耦合力学模型的简化数值程序,利用MATLAB软件编程得出了所提出模型的数值解。通过与现场监测数据的比较,验证了所提出模型的正确性。随后基于该模型分析了岩体的弹性模量、剪胀角以及托盘刚度对锚杆支护性能的影响。最后,为探究锚杆的最佳安装时间分析了不同应力释放率下锚杆的支护性能。结果表明,当应力释放率未超过60%之前,锚杆的支护效果随应力释放速率的增加而线性下降;之后,锚杆的支护效果迅速下降。因此,采用全长锚固锚杆支护时最好在巷道开挖后应力释放率未超过60%之前进行。

关键词：全长锚固锚杆有限差分法剪胀角托盘刚度应力释放率