检索结果-南通市图书馆

深部动载作用下超大断面硐室群锚固围岩破坏失稳机制研究

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岩土力学 2021年第12期42卷 3407-3418页

作者：刘学生范德源谭云亮王新 ALEXEY Agafangelovich 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 库兹巴斯国立技术大学矿业与机电学院俄罗斯克麦罗沃650000

深部近距离超大断面硐室相互影响导致围岩应力集中且破裂范围大,特别是在动载扰动下易发生破坏失稳现象。首先以龙固煤矿井下煤矸分离系统超大断面硐室群为研究背景,通过数值模拟软件FLAC3D建立计算模型,利用内置动力模块研究了不同硐... 详细信息

深部近距离超大断面硐室相互影响导致围岩应力集中且破裂范围大,特别是在动载扰动下易发生破坏失稳现象。首先以龙固煤矿井下煤矸分离系统超大断面硐室群为研究背景,通过数值模拟软件FLAC3D建立计算模型,利用内置动力模块研究了不同硐室间距和动载强度条件下深部超大断面硐室群围岩变形破坏规律。模拟结果表明:随着硐室间距减小,围岩变形程度逐渐增大并最终发生整体破坏,动载扰动下硐室群临界间距范围较静载时增大了约33.3%~50%;随着动载强度增加,锚固围岩响应逐渐增强,发生破坏失稳的临界动载强度约为4.0~4.5 MPa。基于弹塑性力学和弹性波理论,构建了动静组合载荷下锚固围岩力学模型,获得了深部动载下硐室群锚固围岩破坏失稳判据,并将锚固围岩划分为3个状态:整体稳定、静态破坏和动态失稳,在此基础上获得了硐室群破坏失稳临界间距的解析表达式。现场算例计算及现场监测验证了理论分析的合理性及可行性。该研究可为深部动载影响超大断面硐室群布置设计及围岩稳定性控制提供理论依据。

关键词：动载扰动超大断面硐室群变形破坏破坏失稳

岩石破坏失稳的声发射响应与损伤定量表征研究

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中国安全生产科学技术 2020年第1期16卷 92-98页

作者：朱权洁张尔辉李青松高林生张震华北科技学院安全工程学院北京101601 贵州省煤矿设计研究院贵州贵阳550025

为了探索在外载荷作用下岩石的损伤演化规律及声发射响应特征,实现损伤程度的定量表征,以标准岩石试件为研究对象,采用RMT-301岩石力学试验系统和DS5-8B全信息声发射仪,开展单轴加载条件下岩石破坏全过程的声发射(AE)试验研究,根据声发... 详细信息

为了探索在外载荷作用下岩石的损伤演化规律及声发射响应特征,实现损伤程度的定量表征,以标准岩石试件为研究对象,采用RMT-301岩石力学试验系统和DS5-8B全信息声发射仪,开展单轴加载条件下岩石破坏全过程的声发射(AE)试验研究,根据声发射参数、声发射源三维定位、声发射能量密度和岩石力学分析表征其破坏形态,再现岩石裂隙孕育、发展和贯通过程,揭示岩石破坏规律、能量密度分布特征、裂隙空间演化和AE时序参数;以时间为中间变量,建立声发射累计振铃计数和应力、应变及损伤变量的耦合关系;基于岩石损伤演化方程,进一步建立声发射累积能量和应力、应变的定量模型。研究结果对揭示岩石破坏机制、区分岩体强度具有指导意义,为矿山煤岩动力灾害的预测预警提供一定理论支撑。

关键词：破坏失稳声发射能量密度三维定位定量表征

基于RSM-BBD的复合煤岩冲击动力学特征

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煤炭科学技术 2024年

作者：栾铮解北京李恒武博文李晓旭程昌昊中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院

深部煤岩体及煤岩组合承载结构的整体失稳是诱发矿井煤岩动力灾害的主要原因之一。为探究复合煤岩的动力学响应行为，首先借助Ф50mm的分离式霍普金森压杆系统，对复合煤岩开展冲击加载实验，探究应变率A(50～350s-1)、侧向围压B（4～16... 详细信息

深部煤岩体及煤岩组合承载结构的整体失稳是诱发矿井煤岩动力灾害的主要原因之一。为探究复合煤岩的动力学响应行为，首先借助Ф50mm的分离式霍普金森压杆系统，对复合煤岩开展冲击加载实验，探究应变率A(50～350s-1)、侧向围压B（4～16MPa）、来压比C（1～4）的影响；其次，借助Design Expert12软件，设计三因素-三水平的响应曲面实验方案，探究单一因素及因素交互作用对动抗压强度σ、能耗率k的影响；最后，基于叠加理论、Weibull分布等，构建叠加损伤本构模型。结果表明：（1）复合煤岩的力学特性受单因素及因素交互作用影响显著；单因素对σ、k影响：A＞C＞B；因素交互对σ影响：AC＞AB＞BC；因素交互对k影响：AB＞AC＞BC。（2）复合煤岩中煤组分以剪切破坏为主，宏观裂纹易发育至岩组分比例较低的区域，且三元复合煤岩的强度分布呈区域分布特征。其中，复合煤岩强度规律从小到大依次为煤组分-非交界面区域、煤组分-交界面区域、低组分-岩交界面区域、低组分-岩非交界面区域、高组分-岩交界面区域、高组分-岩非交界面区域。（3）构建的损伤本构模型可表征复合煤岩体的动力响应关系，其中理论与实验曲线拟合系数R2≥0.97。研究结果为探究采动阶段工作面的动静载叠加现象、灾害防控提供理论支撑。

关键词：复合煤岩响应面法 SHPB 破坏失稳本构模型

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石膏矿矿柱失稳及顶板破坏过程力学分析

现代矿业 2018年第8期34卷 213-215,231页

作者：田鹏湖南宏业石膏矿业有限公司

房柱损伤和顶板破坏是影响石膏矿房柱式开采安全的重要因素。基于突变理论并推导出矿柱的尖点突变方程,得出矿柱的失稳判据。通过对顶板变形和破坏特征分析,结合薄板理论,建立矿房顶板破坏力学模型。结果表明,在反复应力作用下矩形顶板... 详细信息

房柱损伤和顶板破坏是影响石膏矿房柱式开采安全的重要因素。基于突变理论并推导出矿柱的尖点突变方程,得出矿柱的失稳判据。通过对顶板变形和破坏特征分析,结合薄板理论,建立矿房顶板破坏力学模型。结果表明,在反复应力作用下矩形顶板的4条固支边会发生断裂破坏而成为简支边,重新构建四边简支矩形顶板的力学模型并对其进行力学分析,最终得出石膏矿矿房顶板"O-X"型破断的演化过程,揭示石膏矿矿柱顶板破坏演变规律。

关键词：石膏矿房柱顶板破坏失稳

基于突变理论的软土加速流变滑移失稳试验分析

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厦门大学学报（自然科学版） 2021年第6期60卷 1103-1108页

作者：胡华张越吴轩厦门大学建筑与土木工程学院福建厦门361005 厦门大学深圳研究院广东深圳518057

动态荷载作用会加速软弱岩土的流变,使其发生突变失稳破坏,导致更多突发性的岩土地质灾害.采用动态流变三轴仪测试了正弦荷载作用下厦门海相沉积软土重塑试样的流变动力学特性;基于突变理论,研究分析了软土加速流变突变破坏过程.研究表... 详细信息

动态荷载作用会加速软弱岩土的流变,使其发生突变失稳破坏,导致更多突发性的岩土地质灾害.采用动态流变三轴仪测试了正弦荷载作用下厦门海相沉积软土重塑试样的流变动力学特性;基于突变理论,研究分析了软土加速流变突变破坏过程.研究表明,不同幅值动态荷载作用过程中试样表现出从减速流变、相对稳定流变到加速流变等变化阶段,且加速流变过程中突变方式表现为渐变式逐步破坏失稳.研究结果对揭示动态荷载作用下软弱岩土动态流变力学特性、探索加速流变破坏过程和突变失稳条件等具有重要的理论意义;对改进和完善岩土地质灾害监测指标体系和技术方法、提高预报的科学性和准确性等具有重要的现实意义.

关键词：突变理论动态荷载软弱岩土加速流变破坏失稳

非连续子母块体理论模型研究(Ⅰ):基本理论

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岩土力学 2010年第7期31卷 2088-2094页

作者：王士民朱合华蔡永昌同济大学地下建筑与工程系上海200092 西南交通大学地下工程系成都610031

对节理岩体的非连续变形与破坏失稳的数值模拟分析是目前岩土力学与工程领域中的前沿课题之一,岩体由节理裂隙以及由其切割而成岩石块体组成,介于连续与非连续之间,由于其内部结构的不确定性造成了其宏观力学行为的复杂性。在讨论了岩... 详细信息

对节理岩体的非连续变形与破坏失稳的数值模拟分析是目前岩土力学与工程领域中的前沿课题之一,岩体由节理裂隙以及由其切割而成岩石块体组成,介于连续与非连续之间,由于其内部结构的不确定性造成了其宏观力学行为的复杂性。在讨论了岩体破坏失稳的研究尺度的基础上,从多尺度耦合的角度出发,同时考虑连续问题、非连续问题以及连续问题向非连续问题转化,提出了非连续子母块体理论模型。在非连续子母块体理论模型中,假定岩体与岩体内部被层理、节理等结构面所切割而成的岩石块体均属于宏观尺度,把宏观的岩石块体定义为母块体,用假想的人工节理将其继续分为若干更小的块体,更小的块体称为子块体,子块体为各向同性的均质体,并且在计算中不再发生破坏分解为更小的块体,作为计算分析的基本单元,子块体的研究尺度属于细观尺度。模型也重新定义了子块体间的接触,并将其划分为连续接触与非连续接触两种类型,连续接触在一定条件下发生破坏转化为非连续接触;采用增广拉格朗日乘子法对子块体间的接触进行处理,能够计算出准确的弹簧接触力。

关键词：数值模拟非连续变形节理岩体接触破坏失稳

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边坡变形破坏演化特征的数值分析

重庆大学学报（自然科学版） 2013年第10期36卷 101-113页

作者：唐晓松郑颖人唐辉明重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆市地质灾害防治工程技术研究中心重庆400041 中国地质大学工程学院武汉430074

边坡的破坏失稳是一个渐进累积的过程。在外部环境作用下,随着应力的升高,坡体内某些部分达到屈服,滑动面逐渐形成,直至完全贯通,随着塑性应变继续增大,边坡最终发生整体破坏。传统的分析方法无法显示坡体的受力、变形和滑动面贯通与破... 详细信息

边坡的破坏失稳是一个渐进累积的过程。在外部环境作用下,随着应力的升高,坡体内某些部分达到屈服,滑动面逐渐形成,直至完全贯通,随着塑性应变继续增大,边坡最终发生整体破坏。传统的分析方法无法显示坡体的受力、变形和滑动面贯通与破坏的全过程,而采用有限元强度折减法则可以定量显示变形破坏与滑动面发生发展的全过程。文中根据岩土性质和坡体构造对边坡进行了分类。分析不同边坡安全系数条件下各类边坡的变形图和塑性应变云图,可以看到坡体的变形趋势和坡体内滑动面随稳定安全系数的降低逐渐扩展、贯通,直至破坏的全过程,从而直观地揭示了边(滑)坡的破坏机理,为边(滑)坡的防治提供有效依据。

关键词：边坡破坏失稳有限元强度折减法变形塑性应变破坏机理

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金川二矿区大体积充填体变形的三维数值模拟

工程地质学报 2019年第1期27卷 14-20页

作者：马凤山卢蓉郭捷邹龙寇永渊中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院页岩气与地质工程重点实验室北京100029 中国科学院地球科学研究院北京100029 金川集团股份有限公司金昌737100

充填法采矿是维护矿山稳定、控制地压变化以及限制围岩变形的最有效的手段方法,这种方法被大量地应用于金属矿山的开采工程当中。充填体作为矿体采出后的替代物,充入地下采空区后经过相变-固结-承压-提供反力-与围岩相互作用等阶段,与... 详细信息

充填法采矿是维护矿山稳定、控制地压变化以及限制围岩变形的最有效的手段方法,这种方法被大量地应用于金属矿山的开采工程当中。充填体作为矿体采出后的替代物,充入地下采空区后经过相变-固结-承压-提供反力-与围岩相互作用等阶段,与上覆岩层、下部矿体以及周围围岩形成了一个共同抵抗外部压力又相互作用的系统。这个系统在矿山开采状态下如何维护自身稳定以及相互作用所产生的变形破坏等都是需要进行研究的问题。金川镍矿二矿区已经进行了几十年的充填开采作业,逐渐形成了体积非常巨大的充填体,而进入深部开采工程后,上覆巨大充填体的受力稳定问题直接关系到矿山的安全生产。本文结合金川二矿区开采实际,在精确刻画充填体三维形态特征的基础上,采用数值模拟方法分析了大型充填矿山充填体的力学行为。模拟结果表明:充填体在开采时会出现整体受压变形,最大剪应力是导致充填体与围岩发生局部破坏的主要因素,对此根据充填体整体塑性屈服区域的分布和剪应力分布情况,确定了破坏失稳的危险区域。

关键词：金川二矿区大体积充填体三维形态数值模拟破坏失稳

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桂林碳酸盐岩人工地下洞室稳定性浅析

水文地质工程地质 1987年第6期 26-30页

作者：涂水源地质矿产部岩溶地质研究所

桂林市由碳酸盐岩组成的峰丛和峰林石山,天然溶洞发育,长期来人们还开挖了大量人工地下洞室,作为各种用途。本文根据调查资料,对桂林碳酸盐岩地下洞室围岩划分了五种类型和三种破坏类型,并从地质构造,岩溶、水文地质三方面对隧洞稳定的... 详细信息

桂林市由碳酸盐岩组成的峰丛和峰林石山,天然溶洞发育,长期来人们还开挖了大量人工地下洞室,作为各种用途。本文根据调查资料,对桂林碳酸盐岩地下洞室围岩划分了五种类型和三种破坏类型,并从地质构造,岩溶、水文地质三方面对隧洞稳定的影响作了论述。提出了应避免隧洞平行和近于平行通过断裂带;隧洞位置应尽可能提高,远离地下水位附近的岩溶强发育带,避免洞底产生塌陷或溶洞破坏失稳。

关键词：碳酸盐岩地下洞室角砾岩发育带岩溶区水文地质溶洞发育峰林东岗岭组破坏失稳