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动静载作用下房柱式采空区煤柱失稳时间预测研究

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中国矿业 2023年第6期32卷 123-130页

作者：王东昊李文张彬张豪哲杜明泽煤炭科学技术研究院有限公司北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013

针对动静载作用下大面积房柱式采空区失稳时间难以预测的问题,以鄂尔多斯市敬老院煤矿为研究背景,通过室内循环加卸载与单轴加载试验对比分析了煤柱在动载与静载作用下力学承载特征。选取开尔文体模型,基于蠕变理论,结合顶板-煤柱系统... 详细信息

针对动静载作用下大面积房柱式采空区失稳时间难以预测的问题,以鄂尔多斯市敬老院煤矿为研究背景,通过室内循环加卸载与单轴加载试验对比分析了煤柱在动载与静载作用下力学承载特征。选取开尔文体模型,基于蠕变理论,结合顶板-煤柱系统力学模型,得出了房柱式采空区煤柱保持稳定的最小时间函数表达式。考虑时间因素,通过施加循环加卸载荷模拟动静载作用方式,建立了房柱式采空区数值模型,研究了动静载作用下房柱式采空区煤柱随时间失稳的动态演化过程。研究结果表明:煤样在循环加卸载作用下比在固定载荷作用下的极限破坏强度偏低;煤柱在蠕变作用下的有效承载时间与煤柱横截面积的对数正相关,与煤柱的高度和顶板刚度的对数负相关;将煤柱的破坏过程分为稳定阶段、发育阶段和失稳阶段。通过理论模型、数值模拟及现场实测,验证了煤柱有效承载函数的可靠性。

关键词：房柱式采空区蠕变特征失稳时间动静载作用循环加卸载

基于速率-状态摩擦定律研究剪切应力扰动对地震断层演化的影响

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地球物理学报 2022年第6期65卷 2153-2166页

作者：高雅琪史保平中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中国地震局第一监测中心天津300180

本文从Nagata提出的与应力变化率有关的速率-状态摩擦定律出发,结合1D弹簧-滑块模型,采用Runge-Kutta算法,对静态应力扰动和周期性应力扰动下的断层演化过程进行了数值模拟,探讨了应力扰动对断层演化进程和断层失稳机制的影响.研究结果... 详细信息

本文从Nagata提出的与应力变化率有关的速率-状态摩擦定律出发,结合1D弹簧-滑块模型,采用Runge-Kutta算法,对静态应力扰动和周期性应力扰动下的断层演化过程进行了数值模拟,探讨了应力扰动对断层演化进程和断层失稳机制的影响.研究结果显示,与无扰动情形相比,正向静态扰动使断层失稳时刻提早,且时间提前量与扰动量的指数成正比;负向静态扰动使断层失稳时刻推后,且时间推迟量正比于扰动量.在周期性扰动下,断层失稳的发生总早于无扰动情形,且扰动幅值越大,失稳提前量越大;但是,扰动频率对失稳时刻没有明显的影响.这也进一步表明,地震应力波总是会导致断层失稳提前发生.同时,对于相同的扰动量,正向静态扰动下的失稳时间提前量比周期性扰动情形更大.周期演化过程的数值模拟结果表明,当远场加载速率给定且为常量时,若无应力扰动,则断层演化过程具有确定的周期性;但在周期性应力扰动下,断层失稳时间间隔出现明显的非周期性,断层在时间域上的演化变得更为复杂.

关键词： Nagata模型 1D弹簧-滑块模型应力扰动断层演化特征失稳时间

基于SPH方法的变压器网侧套管内部爆炸数值模拟及稳定性分析

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高压物理学报 2023年第3期37卷 156-167页

作者：赵春风周志航朱玉富合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009

网侧套管是变压器的重要组成部分,在使用过程中因绝缘击穿现象可能引起套管内部冷却油爆炸,给变压器箱体造成很大的安全隐患,因此开展网侧套管爆炸事故的定量评估具有重要意义。通过非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立了二维变压器套管... 详细信息

网侧套管是变压器的重要组成部分,在使用过程中因绝缘击穿现象可能引起套管内部冷却油爆炸,给变压器箱体造成很大的安全隐患,因此开展网侧套管爆炸事故的定量评估具有重要意义。通过非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立了二维变压器套管模型,采用光滑粒子流体动力学法对变压器套管在内部爆炸作用下的动态响应进行了模拟,分析了不同参数对套管破坏特征的影响规律。通过基于套管径向粒子速度曲线的稳定性判断方法,评估了各套管的失稳时间。结果表明:在内部爆炸作用下,套管管壁中部在内外壁拉压联合作用下率先产生破坏,在冲击波传播过程中套管整体损伤呈凸状变化趋势。过高的爆炸当量、冷却油的存在和初始裂纹缺陷对套管保持稳定有较大影响。爆炸当量的减小可以使套管破坏模式由双向剪切破坏向受拉破坏转变,整体稳定性也随之增强。当爆源位于引线外壁时,冷却油流体所辐射出的冲击波不仅使套管失稳时间有所提前,还会造成外壁膨胀破坏范围变大。应力集中现象和有效壁厚的减小使含初始裂纹缺陷套管剪切破坏失稳现象发展迅速。

关键词：变压器套管光滑粒子流体动力学法失稳时间破坏模式

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支持向量机对采空区稳定时间的预计

岩土力学 2005年第S2期26卷 231-233,238页

作者：李爱兵尹彦波长沙矿山研究院长沙410012

支持向量机是基于结构风险最小化原理的机器学习技术,在广泛收集金属矿山采空区失稳塌陷时间资料的基础上,建立了基于支持向量机的采空区稳定时间的预计模型。通过对采空区稳定时间测试样本的预测研究表明,用支持向量机来预计采空区的... 详细信息

支持向量机是基于结构风险最小化原理的机器学习技术,在广泛收集金属矿山采空区失稳塌陷时间资料的基础上,建立了基于支持向量机的采空区稳定时间的预计模型。通过对采空区稳定时间测试样本的预测研究表明,用支持向量机来预计采空区的稳定时间是可行的。

关键词：采空区支持向量机失稳时间回归

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高速公路边坡病害监测与失稳预报机理研究

高速公路边坡病害监测与失稳预报机理研究

作者：张路欣中原工学院

学位级别：硕士

边坡的病害监测与失稳预报评价已成为公路建设中面临的重大问题,而岩土体的粘弹粘塑损伤成为边坡变形、稳定性和监测的重要影响因素。边坡在运营过程中,影响安全稳定性的因素众多,通过建立边坡动态演化模型,结合变形破坏的力学机理分析... 详细信息

边坡的病害监测与失稳预报评价已成为公路建设中面临的重大问题,而岩土体的粘弹粘塑损伤成为边坡变形、稳定性和监测的重要影响因素。边坡在运营过程中,影响安全稳定性的因素众多,通过建立边坡动态演化模型,结合变形破坏的力学机理分析和实际变形监测数据,开展数值仿真模拟,评价现今边坡的稳定性,进而通过时间延拓分析及特定工况分析,从而达到预测边坡的未来发展趋势的目的。本文的主要内容包括:(1)基于远程监测预警系统的基本架构以及特点,采用优化的监测设备,对高速公路边坡进行实时监测,建立边坡医院数据管理系统,对监测数据进行动态管理,实时分析,实现对特定边坡病害的预警预报。(2)在传统极限平衡的基础上,引入材料的动态强度折减,基于岩土体的粘弹粘塑损伤本构模型,提出了一种新的高速公路边坡失稳预报的模型,并在典型高速公路边坡中进行应用,通过不断校验、改进,最终到达能够指导工程实践的目标。(3)借助C语言编程计算,模拟得到滑坡的变形曲线,根据失稳判别条件预报边坡失稳破坏的时间,与标准的监测曲线进行对比分析,确定各种影响因素的影响量。本文采用的边坡稳定性评价方法的特点将边坡的地质条件、内部力学破坏过程机理及监测位移三者有机地结合起来,能够更加物理、客观地评价边坡的稳定状况和发展趋势。

关键词：边坡稳定性监测系统本构模型极限平衡劣化效应失稳时间

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基于贝叶斯更新的滑坡时间概率预测方法

中国煤炭地质 2023年第12期35卷 58-64,34页

作者：韦成林毓华韦宁江杰蔡杏珍陈铭熙广西工业设计集团有限公司广西南宁530020 广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004

滑坡时间预测是滑坡风险管理的重要组成部分,受限于多种不确定性、随机性因素的影响,准确预测滑坡时间非常困难。本研究提出一种基于贝叶斯更新的参数估计方法对滑坡时间进行实时概率预测,并进行多模型集成预测分析。结果表明:两个滑坡... 详细信息

滑坡时间预测是滑坡风险管理的重要组成部分,受限于多种不确定性、随机性因素的影响,准确预测滑坡时间非常困难。本研究提出一种基于贝叶斯更新的参数估计方法对滑坡时间进行实时概率预测,并进行多模型集成预测分析。结果表明:两个滑坡案例验证了贝叶斯更新进行滑坡时间概率预测的可行性;实时预测中,早期加速变形阶段的预测不确定性大,只有在临滑阶段才能获取较为可靠的预测结果;多模型集成预测分析可提升实时预测的可靠性,因此建议采用多模型集成进行滑坡时间预测决策。

关键词：滑坡失稳时间贝叶斯更新概率预测集成决策

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用突变理论分析高速公路路堤土体稳定性

苏州科技学院学报（工程技术版） 2003年第3期16卷 61-65页

作者：汪祖民苏州科技学院城市与环境学系江苏苏州215011

用突变理论分析土体稳定性,并对苏嘉杭高速公路(江苏南段)A9标段K91+934断面沉降观测数据进行了计算,得出的结论与工程实际相吻合,为适当提高控制沉降速率提供了理论依据。

关键词：高速公路路堤土体稳定性突变理论沉降速率变形监测失稳时间