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煤岩稳定性与变形局部化演化关联性实验研究

岩石力学与工程学报 2021年第12期40卷 2466-2476页

作者：吕祥锋朱晨利宋义敏许海亮安栋北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北方工业大学土木工程学院北京100144

采用单轴压缩实验方法开展煤试件变形破坏全过程的稳定性与变形局部化演化关联性研究,选取一种煤作为试件,以数字散斑相关方法观测试件变形局部化演化规律,分析变形局部化带的拉伸位移及速率、滑动位移及速率演化,变形局部化带剪应力位... 详细信息

采用单轴压缩实验方法开展煤试件变形破坏全过程的稳定性与变形局部化演化关联性研究,选取一种煤作为试件,以数字散斑相关方法观测试件变形局部化演化规律,分析变形局部化带的拉伸位移及速率、滑动位移及速率演化,变形局部化带剪应力位移演化关系,以及变形过程中的围岩能量演化。研究结果表明:(1)煤岩变形破坏过程中,煤岩承载力的降低是由煤岩变形局部化带的拉伸位移和滑动位移突变引起;(2)煤岩宏观上整体稳定性既和变形局部化带等效刚度有关,也和变形局部化带的剪应力降幅有关;(3)在试件失稳过程中,发现围岩变形能释放与应力释放具有非同步性现象,即应力释放滞后于围岩的变形能释放。

关键词：采矿工程煤岩失稳数字散斑相关方法变形局部化变形能密度

基于非均匀特征的岩石蠕滑与黏滑变形演化研究

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岩土力学 2020年第2期41卷 363-371页

作者：宋义敏张悦许海亮王亚飞贺志杰北方工业大学土木工程学院北京100144

基于岩石摩擦滑动变形场的非均匀特征,开展了岩石蠕滑和黏滑两种形式的摩擦滑动规律研究。采用双面摩擦模型试验方法,以数字散斑相关方法作为观测手段,分别研究了岩石蠕滑和黏滑变形过程中围岩位移场等值线、变形场非均匀统计指标、变... 详细信息

基于岩石摩擦滑动变形场的非均匀特征,开展了岩石蠕滑和黏滑两种形式的摩擦滑动规律研究。采用双面摩擦模型试验方法,以数字散斑相关方法作为观测手段,分别研究了岩石蠕滑和黏滑变形过程中围岩位移场等值线、变形场非均匀统计指标、变形能密度与滑动面滑动速度演化及规律。结果表明:围岩位移场等值线分布能较好地反映滑动面阻滑特征,其中强阻滑区域的位移等值线呈弧状且分布较稀疏,弱阻滑区域的位移场等值线呈平行状且分布较密集;岩石蠕滑过程中,非均匀统计指标呈现波动增长特征,岩石黏滑过程中,非均匀统计指标呈现出突变跳跃特征。岩石蠕滑过程中不同区域的滑动速度均呈加速与减速滑动的交替状态,滑动面上各点滑动趋势不同;岩石黏滑过程中不同区域的滑动速度均出现突变。岩石蠕滑过程中不同区域上的变形能密度均处于积累与释放的波动状态,岩石黏滑过程中不同区域变形能密度产生突变。

关键词：非均匀变形蠕滑黏滑滑动速度位移场变形能密度

考虑弹性核作用下的冲击地压形成机理模型试验

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中国地质灾害与防治学报 2020年第1期31卷 120-126页

作者：许海亮孙金斗覃吉宁任合欢北方工业大学土木工程学院

使用CCD相机搭建实验图像数据采集系统,采用花岗岩模拟坚硬顶底板、红砂岩模拟软岩层组合成岩层结构,近似还原顶板来压过程中软岩层的变形破坏过程,研究帮部“弹性核”对冲击地压至灾的影响机制。研究结果表明:(1)上覆顶板来压时,可将... 详细信息

使用CCD相机搭建实验图像数据采集系统,采用花岗岩模拟坚硬顶底板、红砂岩模拟软岩层组合成岩层结构,近似还原顶板来压过程中软岩层的变形破坏过程,研究帮部“弹性核”对冲击地压至灾的影响机制。研究结果表明:(1)上覆顶板来压时,可将软岩层划分为塑性破坏区、弹性承压区、原岩应力区,弹性承压区易形成较大的弹性核。(2)软岩层变形能在弹性承压区大幅度积累,其积累过程是波动式上升的;在峰值荷载前,变形能积累和释放的频率加快;达到峰值荷载时,弹性承压区变形能存在明显的释放过程。(3)冲击地压发生时,塑性破坏区冲击并反作用于临近岩体使其短暂收缩。(4)冲击地压是一个渐进性的过程;一方面,由于水平约束的消失,弹性承压区的受力状态由水平方向受约束的压缩状转入单轴压缩态,导致其承载能力减弱;另一方面,承载区面积快速减小,导致软岩层承压区域承担的竖向荷载突增;两者共同作用导致冲击地压出现渐进性的冲击和破坏。

关键词：冲击地压弹性核变形能密度数字散斑相关方法

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含裂隙软煤试样破坏过程中的变形局部化特征

西安科技大学学报 2021年第2期41卷 203-212页

作者：张天军王喜娜景晨张磊潘红宇张硕西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 西安科技大学能源学院陕西西安710054 西安科技大学理学院陕西西安710054

为探究含裂隙软煤的局部化演化特征,将石膏与水以质量比7:3混合制成类软煤含裂隙试样,进行单轴压缩试验并采用数字散斑相关测量方法采集加载全程试样表面应变、位移信息,分析其变形位移和变形能密度演化特征。结果表明:不同倾角试样局... 详细信息

为探究含裂隙软煤的局部化演化特征,将石膏与水以质量比7:3混合制成类软煤含裂隙试样,进行单轴压缩试验并采用数字散斑相关测量方法采集加载全程试样表面应变、位移信息,分析其变形位移和变形能密度演化特征。结果表明:不同倾角试样局部化带开始出现位置和扩展方向不同,倾角为0°时局部化带沿预制裂隙中央向试样上端和下端部扩展,60°时局部化带沿预制裂隙端部向试样对角方向扩展,随倾角增大,局部化带稳定时所对应的应力水平接近1。试样破坏由局部化带的张开和错动共同作用导致,局部化带张开与错动速率存在缓慢演化和加速演化阶段,应力峰值前后,局部化带之间扩展交汇引起速率加速演化。局部化带的能量演化经历累积(A)、累积与释放交替(A-R)、释放(R)3个阶段。在加载初始阶段,总体表现出A过程,加载至应力峰值前后,能量发生A-R波动式演化过程,加载至应力峰值后期,表现为R过程,A-R阶段随裂隙倾角增大发生相对后移现象。

关键词：数字散斑局部化带错动速率变形能密度

不同加载速率下煤体表面变形特性及能量演化特征研究

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煤矿安全 2024年第8期55卷 116-123页

作者：金鹏刘影冯俊军李世庚曲远方安徽工业大学建筑工程学院安徽马鞍山243032 中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司安徽马鞍山243000

通过数字散斑技术(digital image correlation,DIC)研究了不同加载速率下煤体表面应变场演化特征,分析了加载速率对表面变形场演化过程、变形局部化特征及表面变形能密度的影响规律。研究结果表明:加载速率越高,煤体最终破坏形态越充分... 详细信息

通过数字散斑技术(digital image correlation,DIC)研究了不同加载速率下煤体表面应变场演化特征,分析了加载速率对表面变形场演化过程、变形局部化特征及表面变形能密度的影响规律。研究结果表明:加载速率越高,煤体最终破坏形态越充分,煤体破坏模式也由剪切破坏过度为张性破坏;不同量级的加载速率影响了煤体的变形局部化时刻,加载速率越高,煤体变形局部化启动时间所占整体破坏时间的比重越大;加载速率越高,变形局部化前变形能密度增长趋势越明显,表面变形局部化区域能量积聚越多,变形局部化启动时刻应力越大。

关键词：加载速率煤体表面变形数字散斑技术变形能密度变形局部化

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岩石断层失稳滑动能量释放特征分析

煤炭技术 2017年第6期36卷 131-133页

作者：韩秀会赵泽鑫邓琳琳中国矿业大学(北京)资源与环境工程学院北京100083 北方工业大学土木工程学院北京100144

基于双向摩擦法实验,对岩石断层失稳滑动能量释放特征进行研究。研究结果表明:在断层临近失稳滑动时,断层两盘相对滑动位移增量呈现逐渐减小的趋势;断层失稳滑动过程中的应变能密度迅速降低,应变能密度的降低量与围压有关,随着围压的增... 详细信息

基于双向摩擦法实验,对岩石断层失稳滑动能量释放特征进行研究。研究结果表明:在断层临近失稳滑动时,断层两盘相对滑动位移增量呈现逐渐减小的趋势;断层失稳滑动过程中的应变能密度迅速降低,应变能密度的降低量与围压有关,随着围压的增加,应变能密度降低的量值也增大。断层不同区域的应变能密度释放量值不同,且断层失稳滑动时某些区域能量释放具有一定滞后性。

关键词：断层失稳滑动能量释放变形能密度