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斜轧石油套管矫正最佳压下量的分析

石油机械 2008年第7期36卷 31-33页

作者：王明贤李连进宗卫兵天津商业大学天津钢管集团公司技术中心

以六辊斜轧套管矫正机为例，应用弹塑性弯曲理论对套管矫正过程进行定量分析，研究矫正过程套管形状的变化规律，掌握压下量与椭圆度控制精度之间的关系。结果表明，石油套管的圆度矫正压下量不仅与套管规格有关，而且与材料的力学性能... 详细信息

以六辊斜轧套管矫正机为例，应用弹塑性弯曲理论对套管矫正过程进行定量分析，研究矫正过程套管形状的变化规律，掌握压下量与椭圆度控制精度之间的关系。结果表明，石油套管的圆度矫正压下量不仅与套管规格有关，而且与材料的力学性能有关；矫正压下量δc的选择存在一个最佳区间，即δc（1．6～1．8）δce。最后指出，合理选择矫正压下量能明显减小石油套管的残余椭圆度，提高套管的圆度精度。

关键词：石油套管弹塑性理论矫正压下量

考虑渗流作用的深部巷道围岩让压——锚注耦合控制规律研究

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金属矿山 2023年第11期 161-166页

作者：顾明丽党钧陶内蒙古交通职业技术学院道路与桥梁工程系内蒙古赤峰024005 华北水利水电大学土木与交通学院河南郑州450045

地下水的存在给巷道围岩稳定带来了较大威胁,为了研究地下水渗流作用对深部巷道支护的影响,基于渗流对岩体体积力等效理论和让压—锚注锚杆的等效强度准则,应用弹塑性理论,推导了渗流作用下巷道围岩塑性应力场与塑性区分布的理论解,并... 详细信息

地下水的存在给巷道围岩稳定带来了较大威胁,为了研究地下水渗流作用对深部巷道支护的影响,基于渗流对岩体体积力等效理论和让压—锚注锚杆的等效强度准则,应用弹塑性理论,推导了渗流作用下巷道围岩塑性应力场与塑性区分布的理论解,并利用等效圆方法给出了考虑现场渗流作用下的让压—锚注锚杆支护方案参数确定方法。以鲁西南地区某矿为例,给出了矿井回风大巷的锚杆长度、间排距、预紧力等参数,通过FLAC3D数值模拟对支护参数取值合理性进行了验证。研究表明:(1)考虑渗流作用后,巷道围岩塑性区增大,稳定性系数减小,通过减小间排距能够有效减少塑性区分布;(2)通过理论计算确定现场参数,利用数值模拟验证结果表明:现场支护方案能够显著提高巷道稳定性,有效减少塑性区的范围,控制围岩变形。

关键词：地下开采渗流锚杆支护弹塑性理论稳定性分析 FLAC3D

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考虑石灰桩体胀与地基约束力耦合作用时地基挤密结果的解

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建筑科学 2012年第9期28卷 33-39页

作者：米海珍文桃刘辉兰州理工大学土木工程学院兰州730050

石灰桩是一种常用的地基处理方法,尤其是在湿陷性黄土地区使用广泛。该工程问题的实践已有很多,但目前仍不能完全根据地基的土质特性和材性来进行求解设计。作者曾通过实验得到了生石灰体积膨胀率与其约束力之间的关系。本文在此试验结... 详细信息

石灰桩是一种常用的地基处理方法,尤其是在湿陷性黄土地区使用广泛。该工程问题的实践已有很多,但目前仍不能完全根据地基的土质特性和材性来进行求解设计。作者曾通过实验得到了生石灰体积膨胀率与其约束力之间的关系。本文在此试验结果的基础上,将桩体膨胀率和桩周土体的约束力视为一个耦合问题来探讨该计算理论,并认为土体具有理想弹塑性且服从C—M屈服条件,利用弹塑性理论求解。由此得到:桩周土体约束力(桩孔压力)取决于生石灰的膨胀性能、土质参数及埋深,而与桩孔半径无关;桩孔塑性半径、桩孔压力及埋深三者的关系;孔边位移、桩孔压力及埋深三者的关系;桩孔塑性半径及水平位移均与桩孔半径成正比。得到以上关系后,只要通过实验测得生石灰料的膨胀参数和土质参数就可进行工程设计,而不是之前的根据经验估计布桩间距和桩体积膨胀率来进行设计。文中还通过实例计算验证了该理论公式的合理性和可靠性,利用文中推导公式进行设计较以往的经验判断更为准确可靠。

关键词：地基处理石灰桩弹塑性理论 C-M屈服准则耦合解

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复杂特厚煤层大采高工作面巷道稳定性研究

复杂特厚煤层大采高工作面巷道稳定性研究

作者：李立波西安科技大学

学位级别：硕士

特厚煤层大采高（一次采全高）回采是建设高产高效矿井、充分回收煤炭资源的重要手段。宁东矿区厚度在6.0m以上的煤层约占全区煤炭总储量的40%,煤层赋存条件复杂,开采过程中矿压显现剧烈,巷道片帮、冒顶等一系列问题制约了矿井的安全、... 详细信息

特厚煤层大采高（一次采全高）回采是建设高产高效矿井、充分回收煤炭资源的重要手段。宁东矿区厚度在6.0m以上的煤层约占全区煤炭总储量的40%,煤层赋存条件复杂,开采过程中矿压显现剧烈,巷道片帮、冒顶等一系列问题制约了矿井的安全、高效生产。因此巷道的稳定性控制技术是该区6.0m以上特厚煤层开采工艺突破和提升的基础保障,也是实现该矿区安全高产高效矿井建设的核心之一。本文通过现场工程地质调查、岩石力学试验、数值计算与现场监测等方法,对宁东矿区羊场湾煤矿复杂特厚煤层6.2m大采高工作面的保护煤柱留设、巷道支护形式的选择等问题进行分析研究。通过研究表明,大采高煤巷的保护煤柱的松动范围在0.97~2.85m之间,在距机巷负帮12.5m范围及距辅运巷负帮6.0m范围内,保护煤柱应力释放明显,且煤柱内部距两巷负帮2.5m左右均有明显的应力集中;通过FLAC数值模拟,分析和掌握了开采过程中巷道的应力、变形规律,并确定了机、辅运巷的锚杆（索）及其他构件的支护形式;保护煤柱宽度由原来初设的47.0m降低至为35.0m,在保证安全开采的基础上,大大提高了资源回收率。通过现场锚杆（索）拉拨力检测、巷道应力-变形监测及煤柱内部结构的声-光-电综合监测表明,复杂赋存环境下羊场湾煤矿6.2m大采高工作面巷道保护煤柱宽度、现有的支护形式和强度,可以保证矿井安全开采需要。本研究的复杂特厚煤层大采高工作面巷道稳定性控制技术在羊场湾煤矿应用实践表明,该技术成功保证了巷道的稳定和工作面顺利推进,对1000万t/a的安全、高效矿井建设提供了保障,同时对宁东矿区类似条件下大采高工作面巷道支护设计有一定的借鉴意义。

关键词： 6.2m大采高煤巷弹塑性理论声-光-电综合监测稳定性

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摩擦碰撞若干基本问题的研究

摩擦碰撞若干基本问题的研究

作者：金浩天浙江工业大学

学位级别：硕士

有关摩擦和碰撞的研究由来已久,各自都形成了较完善的理论基础与研究方法,但是结合二者的综合问题仍然没有得到完备合理的理论解答。本文将从三个方面进行探讨。1.以"Kane难题”为切入点,建立刚性球与弹性半空间发生带有摩擦的斜碰撞模... 详细信息

有关摩擦和碰撞的研究由来已久,各自都形成了较完善的理论基础与研究方法,但是结合二者的综合问题仍然没有得到完备合理的理论解答。本文将从三个方面进行探讨。1.以"Kane难题”为切入点,建立刚性球与弹性半空间发生带有摩擦的斜碰撞模型,通过计算接触力与变形,.推导球的运动学方程,结合数值计算详细讨论了摩擦碰撞过程中的运动规律,分析了摩擦碰撞使物体机械能增大的原因,指出Whittaker假定仅在摩擦力方向不变的动摩擦情况下适用,在研究摩擦碰撞时必须考虑摩擦力方向改变与发生静摩擦的可能性;2.用分形模型来模拟物体表面。分析结果表明用分形模型计算所得的两物体表面的滑动摩擦力,与正压力、模型的幅值、分形维数和真实接触面积均相关。文中论证了在用W-M函数法生成模型时,其分形维数与模拟目标的分形维数是相近的,并通过选择合适的变量值来控制模型的统计量。应用弹塑性理论分析单个微突体的受力变形,编程计算具体模型的接触力与真实接触面积,所获得的结果表明控制变量能够有效地使模型的受力情况与模拟对象相一致;3.求解了两个弹性球的斜碰以及球受两点耦合力时的运动状态,进而讨论多体系统中的摩擦碰撞问题。用不同半径的弹性球以及地面相互作用的模型为例,解析运动过程,同时验证第二章归纳方法的可行性与有效性。

关键词：摩擦碰撞弹塑性理论数值计算分形模型多体系统

潘二矿11223工作面开采底板变形破坏规律及阻隔水性能评价

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潘二矿11223工作面开采底板变形破坏规律及阻隔水性能评价

作者：姚克安徽理工大学

学位级别：硕士

无论从战略角度还是能源角度来说,煤炭储备都承担数一数二的重要角色任务。近年来我国大部分煤矿都已进入深入开采,受水害的威胁和影响日益突出,严重影响煤矿的正常生产,残酷的威胁到矿工的生命安全和国家财产安全。因此积极推进矿井水... 详细信息

无论从战略角度还是能源角度来说,煤炭储备都承担数一数二的重要角色任务。近年来我国大部分煤矿都已进入深入开采,受水害的威胁和影响日益突出,严重影响煤矿的正常生产,残酷的威胁到矿工的生命安全和国家财产安全。因此积极推进矿井水害防御方法和治理措施意义重大,刻不容缓。本文以潘二矿11223工作面为研究对象。查阅和分析研究区地质、水文地质等基础资料。并在此基础上运用FLAC3D数值模拟,采用弹塑性理论,损伤力学方法,利用层次分析结构模型对工作面底板岩层阻隔水性能的影响因素进行多元拟合,确定其阻隔水性能评判结果。开展了工作面底板采动变形破坏规律研究,对解决矿区的安全高效生产及建设具有重要的理论依据与现实意义,从而提高煤矿的经济效益和社会效益。研究成果总结如下:(1)通过对研究区的了解及分析并结合FLAC3D数值软件,来模拟底板开采扰动变形破坏规律,从而确定底板破坏深度。完整底板下3煤开采最大破坏深度约为21m;含断层时,断层上盘塑性破坏范围在16m0m之间,断层下盘塑性破坏范围在10m7m之间;当完整底板下分层开采时,其破坏深度20m4m左右;含断层分层开层时,上盘塑性破坏为13m左右,下盘塑性破坏为25m左右。(2)采用弹塑性理论方法并结合潘二矿区地质资料,运用计算公式算出研究区底板采动破坏深度结果分别为13.72m、12.15m。(3)损伤力学方法。采用损伤底板破坏深度来计算,其结果为11.21m。(4)11223工作面组阻隔水性能评判值B为0.4995,属于Ⅱ级。所以阻隔水性能较好,但在一定条件下会发生底板灰岩突水。

关键词：底板破坏数值模拟弹塑性理论损伤力学阻隔水性能

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孙疃矿102采区10煤层底板突水预测研究

孙疃矿102采区10煤层底板突水预测研究

作者：王腾辉安徽理工大学

学位级别：硕士

淮北煤田位于华北聚煤区南部,矿区地质及水文地质条件复杂,开采二叠系山西组下组煤层普遍受煤层底板石炭系太原组与奥陶系灰岩水严重威胁,曾发生多次底板突水事故。为了确保矿区孙疃煤矿102采区山西组下组煤(10煤层)的安全开采,需对10... 详细信息

淮北煤田位于华北聚煤区南部,矿区地质及水文地质条件复杂,开采二叠系山西组下组煤层普遍受煤层底板石炭系太原组与奥陶系灰岩水严重威胁,曾发生多次底板突水事故。为了确保矿区孙疃煤矿102采区山西组下组煤(10煤层)的安全开采,需对10煤底板灰岩含水层富水性特征及底板隔水性能进行研究,预测底板发生突水的可能性。本文首先从矿井区域水文地质条件、1～4灰的含水层厚度和岩性组合特征、水化-水力学条件以及岩溶发育情况分析了太原组1～4灰岩水文地质条件以及富水性特征,得出对10煤层开采有影响的太原组1～4灰含水层处于相对封闭的水文地质单元,水文地质条件中等-复杂,岩溶发育不均,水力联系差,富水性弱-中等且差异性较大。其次利用弹塑性理论法以及FLAC3D数值模拟软件预测煤层底板岩体的垂直方向的应力分布及底板破坏深度值,得出最大破坏深度为15.03m;结合10煤底板至太原组一灰顶隔水层的有效厚度、岩性组合、原始导高、岩体结构特征以及物理力学实验的结果,对矿区的10煤底板隔水层进行完整的分析,得出隔水层的隔水性能。最后运用突水系数法和建立BP神经网络模型对底板突水危险性进行综合预测与评价,并对预测结果进行分析。通过对灰岩水含水层的富水性特征进行研究以及10煤层底板突水危险性预测,为10煤层开采过程中采取相适应的防治水方案和措施提供了有利的依据。

关键词：灰岩水防治突水机理弹塑性理论数值模拟突水预测

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大断面矩形顶管施工力学行为与变形特性研究

大断面矩形顶管施工力学行为与变形特性研究

作者：李超凡太原理工大学

学位级别：硕士

在我国城市化进程不断推进的过程中,城市地上空间显得十分拥挤,为缓解地上空间日益匮乏的情况,对地下空间的开发和利用显得更为迫切。顶管法作为一种新型非开挖技术,因其施工扰动较小,不影响地面交通等优点,在城市地下工程的建设中备受... 详细信息

在我国城市化进程不断推进的过程中,城市地上空间显得十分拥挤,为缓解地上空间日益匮乏的情况,对地下空间的开发和利用显得更为迫切。顶管法作为一种新型非开挖技术,因其施工扰动较小,不影响地面交通等优点,在城市地下工程的建设中备受欢迎。其中矩形顶管与圆形顶管相比,对地下空间的开发利用率有了很大的提高,因此矩形顶管的应用越来越广泛。在顶管工程中,将不可避免地扰动周围土体,尤其是由于顶管施工引起的地表变形及洞周的位移,对上述位移的合理控制直接关系到工程进度和施工人员的安全。本文依据太原市地铁2号线学府街站附属结构矩形通道工程,拟采用数值模拟、理论分析、现场监测等方法,研究大断面矩形顶管施工过程中的力学行为和变形特性,推导顶管施工引起的土体变形三维解、围岩应力和位移复变函数解,为今后类似工程的安全施工提供技术支撑和理论指导。本文主要研究内容如下:(1)利用Midas GTS NX有限元软件,在既有盾构隧道上方进行顶管施工,并对其进行三维数值模拟,采用单一控制变量方法分别研究顶推力、注浆压力和管土摩擦力三种施工因素与土体应力、地表纵向沉降和地表横向沉降之间的规律,为后续推导土体变形三维解、围岩应力和位移复变函数解提供基础。(2)考虑顶管施工过程中顶推力和注浆压力对土体变形的影响,在Mindlin解和弹塑性理论的基础上,结合经验公式并对其进行修正,推导出一种考虑土体损失、顶推力和注浆压力共同影响下的土体变形解。(3)采用弹性力学中的平面孔口问题来分析顶管施工对土体造成的影响,忽略围岩自重,考虑隧道有支护的条件下,利用复变函数方法分析注浆压力作用下围岩应力和位移的复变函数一般解,并以矩形隧道开挖为例,通过保角变换求出其复变函数解。

关键词：矩形顶管土体变形围岩位移弹塑性理论复变函数

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钢筋混凝土板的三维非线性有限元分析

河海大学学报（自然科学版） 1999年第3期27卷 1-4页

作者：巫昌海汪基伟夏颂佑河海大学土木工程学院南京210098 河海大学水利水电工程学院南京210098

采用组合式钢筋混凝土非线性有限元方法，对集中荷载作用下钢筋混凝土板进行了极限承载力分析．混凝土材料采用弹塑性本构模型；为考虑材料达到极限强度后的性能，用弥散裂缝模式模拟混凝土拉裂后的应变软化及应力释放，用应变空间破坏... 详细信息

采用组合式钢筋混凝土非线性有限元方法，对集中荷载作用下钢筋混凝土板进行了极限承载力分析．混凝土材料采用弹塑性本构模型；为考虑材料达到极限强度后的性能，用弥散裂缝模式模拟混凝土拉裂后的应变软化及应力释放，用应变空间破坏面近似处理混凝土的压碎型破坏；钢筋采用等效薄膜模拟．经与试验结果对比，两者吻合性较好．

关键词：钢筋混凝土板非线性有限元弹塑性理论