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古地磁约束的柴北缘古-新近纪构造旋转与应力变化

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中国科学：地球科学 2022年第12期52卷 2506-2527页

作者：孙玲季军良栗兵帅李星波吴武军张克信中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院流域关键带演化湖北省重点实验室武汉430074 东华理工大学地球科学学院南昌330013 中国石化江苏油田分公司扬州225009 中国石油勘探开发研究院西北分院兰州730020 中国地质大学(武汉)地质调查研究院武汉430074

重建柴达木盆地构造旋转与应力变化过程,对理解青藏高原的形成和陆内变形机制有重要意义.尽管对柴达木盆地构造演化的研究已经取得了大量的成果,但是长时间尺度下构造旋转与应力变化的研究很少.文章以柴北缘大红沟剖面约52~7Ma河湖相沉... 详细信息

重建柴达木盆地构造旋转与应力变化过程,对理解青藏高原的形成和陆内变形机制有重要意义.尽管对柴达木盆地构造演化的研究已经取得了大量的成果,但是长时间尺度下构造旋转与应力变化的研究很少.文章以柴北缘大红沟剖面约52~7Ma河湖相沉积物为研究对象,通过磁偏角和磁化率各向异性(AMS)方法,对柴北缘构造旋转和应力变化及其机制进行了研究.主要认识包括:(1)磁偏角揭示柴北缘在约33~17Ma发生了顺时针旋转(25.1±8.6)°,17~13.5Ma转变为逆时针旋转(16.9±6.8)°.(2)AMS结果表明柴北缘具有弱变形沉积磁组构特征,构造挤压应力在约52~45Ma和约21~15Ma较强,其余时间较弱;强构造应力阶段对应于印度-欧亚板块汇聚速率快速减小的时期,弱构造应力阶段对应于汇聚速率较稳定时期,说明印度-欧亚板块汇聚速率变化可能是影响柴北缘构造应力强度变化的原因.(3)AMS结果还表明构造应力方向在~15Ma由近S-N向转变为NE向,与青藏高原中中新世构造调整相符.(4)柴北缘两阶段构造旋转与中中新世应力方向转变支持阿尔金断裂带两阶段活动的认识,即早渐新世开始左行走滑,走滑分量引起柴北缘顺时针旋转;中中新世走滑减弱兼逆冲,柴达木盆地内部及高原东北部发生广泛的地壳缩短,大量NW走向的褶皱和逆冲-走滑断裂形成.

关键词：构造旋转应力变化磁化率各向异性古-新近纪柴北缘青藏高原

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静态破碎剂性能分析及致裂效果实验研究

科学技术与工程 2024年第4期24卷 1740-1748页

作者：康志鹏罗勇余国锋王共元段昌瑞淮南矿业(集团)有限责任公司淮南232001 煤炭开采国家工程技术研究院淮南232001 深部煤炭开采耦合灾害防控国家矿山安全监察局重点实验室淮南232001 中国矿业大学煤矿灾害防控全国重点实验室徐州221000

为解决现有煤矿井工开采过程中预裂爆破安全性低、适用性差以及水压致裂条件苛刻,破岩效果弱的问题,提出静态致裂的方法,通过研究不同影响条件下静态破碎剂的反应状态和致裂效果,对不同拌合水温、水灰比条件下的静态破碎剂反应温度、反... 详细信息

为解决现有煤矿井工开采过程中预裂爆破安全性低、适用性差以及水压致裂条件苛刻,破岩效果弱的问题,提出静态致裂的方法,通过研究不同影响条件下静态破碎剂的反应状态和致裂效果,对不同拌合水温、水灰比条件下的静态破碎剂反应温度、反应时间、反应体积变化、岩样致裂效果、应力变化进行了研究。结果表明:水灰比一定,静态破碎剂完全反应时间随拌合水温升高而降低,但最终反应完全后温度不变;相同拌合水温条件下,水灰比越小,静态破碎剂反应时间越短,反应速率越快;水灰比越小,混凝土试件开裂时间越短,水灰比越大,开裂时间越长,开裂效果与裂缝位置有关,块体应变呈现先增后减的趋势。

关键词：静态破碎剂水灰比拌合水温致裂效果应力变化

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螺旋滚筒破落含硬结核煤层应力变化规律研究

螺旋滚筒破落含硬结核煤层应力变化规律研究

作者：李泓晔辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

我国煤炭资源在能源消耗中占主体地位且在“十四五”期间仍将保持在峰值平台期。随着中厚优质煤层不断开采完毕,而为满足煤炭资源的使用需求,薄煤层的高效开采问题的研究将势在必行。由于薄煤层地质条件复杂,内部含有大量难以破落的夹... 详细信息

我国煤炭资源在能源消耗中占主体地位且在“十四五”期间仍将保持在峰值平台期。随着中厚优质煤层不断开采完毕,而为满足煤炭资源的使用需求,薄煤层的高效开采问题的研究将势在必行。由于薄煤层地质条件复杂,内部含有大量难以破落的夹矸及硬结核,使得采煤机滚筒在截割过程中载荷波动大,截割部应力变化明显,截齿摩擦磨损严重,进而影响滚筒使用寿命与开采经济效益。对兖州矿区杨村矿含硬结核煤层进行采样并开展物理力学性能测试,基于镐型截齿破煤理论,建立了滚筒截割力模型并设计了计算程序。以MG2×70/325-BWD型采煤机滚筒为研究对象。通过UG建立三维模型后导入Hypermesh,采用Solid Edit功能对模型中截齿、硬结核、煤层等非映射体进行切割。保证了硬结核与煤层相接触的椭球体面网格共节点,实现了全模型六面体划分,为准确高效运算K文件奠定了基础;采用LS-DYNA分析合金头、齿体、齿座应力云图得出:截齿作用于硬结核时应力较大区域出现在合金头与齿体的连接处,应力值约为1340MPa,其次是齿体与齿座的连接处,应力值约为1070MPa;当截齿截割至煤层中的硬结核时,硬结核表面受到截齿冲击会出现局部凹陷,整体会产生一定角度偏移,“压实核”随着裂隙扩张逐渐失去对硬结核的支撑;通过分析滚筒三向力曲线得出,截割硬结核时截割阻力上升最为明显,其次是牵引阻力,侧向力变化较小,为验证结果的准确性,利用之前建立的截割力计算程序生成滚筒三向力曲线,对比结果表面二者三向力相对误差值分别为2.2%、7.9%、15.7%均在合理范围内,可见仿真结果可靠;为研究滚筒运动学参数对截割力以及应力的影响规律,采用正交实验法模拟了滚筒牵引速度为2、3、4、5、6m/min,分别对应转速为50、60、70、80、90r/min,共25组工况下的截割过程。分析仿真结果并拟合出相应公式得出:滚筒截割力峰值随着滚筒牵引速度增加而增大,随着转速增加而降低。截割含硬结核煤层时滚筒转速50r/min,牵引速度6m/s时,截割力峰值达到25组仿真最大值为766kN;当运动学参数为滚筒转速90r/min,牵引速度2m/s时,截割力峰值是25组仿真中的最小值为264kN。选取较大的牵引速度与较小的滚筒转速会使硬结核更容易被剥落;破落硬结核时合金头、齿体、齿座的应力峰值都随牵引速度增加而增大;为保证截齿在许用应力内工作,建议避免滚筒以大于5m/min的牵引速度同时小于60r/min的旋转速度截割含硬结核煤层。以上研究成果为揭示破落过程中煤层与截齿应力变化规律,合理匹配滚筒运动学参数,以及含硬结核煤层绿色高效开采做出贡献。同时也对硬结核破落机理的完善与薄煤层滚筒采煤机的设计贡献了力量,对采用有限元法分析破煤过程提供一定参考。该论文有图56幅,表14个,参考文献64篇。

关键词：硬结核薄煤层滚筒采煤机 LS-DYNA 应力变化

龙游石窟3-2号岩柱变形破坏对3号洞应力变化的影响

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岩土力学 2010年第12期31卷 3919-3927页

作者：王学良张路青张中俭傅燕刘恩聪高千中国科学院地质与地球物理研究所工程地质力学重点实验室北京100029 中国科学院研究生院北京100049 浙江龙游县风景旅游管理局浙江衢州324400

作为具有大跨度、超浅埋等特点的千年古地下洞室群,龙游石窟吸引着众多前来研究的岩石力学家和工程地质学家。近些年来,龙游石窟的3号洞顶板多处出现了开裂和离层。安装在3-1号岩柱周围起支撑洞室作用钢柱上的应变片数值也发生了变化。... 详细信息

作为具有大跨度、超浅埋等特点的千年古地下洞室群,龙游石窟吸引着众多前来研究的岩石力学家和工程地质学家。近些年来,龙游石窟的3号洞顶板多处出现了开裂和离层。安装在3-1号岩柱周围起支撑洞室作用钢柱上的应变片数值也发生了变化。据分析,这些现象出现的一个重要原因是3-2号岩柱强度降低引起洞室围岩受力条件的改变。利用FLAC3D数值软件,借鉴强度折减法,对3-2号岩柱强度降低引起上述变化的情况进行了模拟。数值模拟的结果可以较好地解释上述现象。在此基础上,进一步对3号洞顶板和其他岩柱的应力变化等进行了数值分析。结果表明:①3-2号岩柱的强度已有所下降,并有继续降低的趋势;②随着3-2号岩柱强度的降低,顶板的裂缝将不断增长、增多。其结果可为3-2号岩柱强度降低过程中洞室围岩力学行为的科学分析、预测及石窟的保护等提供依据。

关键词：龙游石窟强度降低应力变化 FLAC^3D 监测

基于长周期视电阻率时间序列的深部构造应力变化——以沂沭断裂带北段为例

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地震地质 2017年第1期39卷 147-157页

作者：王庆林孙怀凤朱成林张继红唐廷梅山东省地震局济南250014 山东大学岩土与结构工程研究中心济南250061

几乎所有的破坏性地震都是由于板块构造运动产生的构造地震。板块构造运动会引起大地电性结构的改变,研究两者之间的联系有助于强震预测。借鉴大地电磁测深法,提出采用Robust估计技术计算地震台站长周期视电阻率的方法,并采用数值试验... 详细信息

几乎所有的破坏性地震都是由于板块构造运动产生的构造地震。板块构造运动会引起大地电性结构的改变,研究两者之间的联系有助于强震预测。借鉴大地电磁测深法,提出采用Robust估计技术计算地震台站长周期视电阻率的方法,并采用数值试验模型对方法的灵敏度进行了验证。用文中提出的方法对安丘地震台站多年连续观测的长周期大地电磁数据进行了处理,获得了视电阻率曲线,同时提取了多个频点的视电阻率时间序列,发现沂沭断裂带北段深部电阻率随时间变化逐渐升高。台站附近的GPS基线资料也揭示了断裂带两侧位移变小,视电阻率时间序列结果与GPS观测地表形变具有很好的一致性。这与岩石力学实验中高温高压下,深部岩石(上地幔)受压会造成电阻率升高的结论是一致的。文中所述的方法对研究强震电磁前兆和强震预测具有参考价值。

关键词：长周期大地电磁深部构造视电阻率时间序列应力变化沂沭断裂带北段

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大采高回撤通道“高+低位”断顶爆破实践

陕西煤炭 2024年第2期43卷 53-59页

作者：白俊杰乌审旗蒙大矿业有限责任公司内蒙古鄂尔多斯017300

大采高冲击地压工作面末采期间面临的冲击地压风险极高,为了解决此类工作面的冲击地压防治难题,针对纳林河二号矿大采高工作面末采阶段顶板的处置问题,从覆岩冲击层位应力阻断和正面保护回撤通道的角度出发进行爆破方案的设计、对比及优... 详细信息

大采高冲击地压工作面末采期间面临的冲击地压风险极高,为了解决此类工作面的冲击地压防治难题,针对纳林河二号矿大采高工作面末采阶段顶板的处置问题,从覆岩冲击层位应力阻断和正面保护回撤通道的角度出发进行爆破方案的设计、对比及优化,初步证实“高+低位”具有2个方面明显的技术优势。一是爆破对覆岩的致裂破碎方面,串联一次起爆增强了爆破致裂的效果和对爆破区域块体的破碎作用,与此同时该区域的应力变化梯度Δσ显著降低,更好的起到阻断高应力传递的作用;二是爆破覆盖的尺度方面,实现全层位的应力阻断,避免了卸压盲区。在此基础上,末采阶段工作面压力峰值分布范围、集中程度明显减小,同时末采阶段液压支架阻力正态分布中均值、标准差均减小,且10%~37%应力计不同程度出现卸荷状态,证实“高+低位”爆破对末采阶段、回撤通道及孤立煤体形成了正面保护作用。

关键词：冲击地压末采防冲断顶爆破应力变化微震监测

基于归一化求导的裂纹缺陷涡流检测信号处理方法

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无损检测 2024年第2期46卷 42-47,64页

作者：李朋宇闫帅荆林远王高洁闻东东国网安徽省电力有限公司亳州供电公司亳州236800 徐州工程学院电气与控制工程学院徐州221000

针对裂纹缺陷检测时材料应力变化引起检测信号波动的问题,提出了一种归一化求导的信号处理方法,以实现对应力变化影响的抑制。首先,通过涡流检测系统获取被测试件的单点检测信号,并对信号数据求均方差,获取单点采集的均方差信号特征;接... 详细信息

针对裂纹缺陷检测时材料应力变化引起检测信号波动的问题,提出了一种归一化求导的信号处理方法,以实现对应力变化影响的抑制。首先,通过涡流检测系统获取被测试件的单点检测信号,并对信号数据求均方差,获取单点采集的均方差信号特征;接着,利用获取的信号特征进行A扫检测,获取相应的扫查信号,并进一步对扫查信号进行求导处理,获取均方差导数信号;然后,利用归一化方法对均方差导数信号进行处理,获取归一化导数信号;最后,提取出归一化导数信号的幅值变化量特征,用以检测裂纹宽度。试验结果表明,裂纹缺陷检测信号数据经归一化方法求导处理后,获取的归一化导数信号可以有效抑制应力变化的影响,提高裂纹缺陷的检测精度。

关键词：涡流检测裂纹应力变化归一化

高压水工隧洞混凝土复合衬砌的设计及试验研究

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吉林水利 2024年第1期 37-41,50页

作者：杨国良侯付闯嘉兴市聚源建设工程有限公司浙江嘉兴314000 陕西中凯恒瑞工程项目管理有限公司陕西西安710000

本文基于水工隧洞工程的高地下水压情况,设计了一种混凝土复合衬砌,通过模拟隧洞注水和排空过程,分析混凝土复合衬砌的环向、径向应力,并与混凝土普通衬砌应力变化进行对比。得出结论:在水排空时,当水压降低至0.1MPa时,混凝土复合衬砌... 详细信息

本文基于水工隧洞工程的高地下水压情况,设计了一种混凝土复合衬砌,通过模拟隧洞注水和排空过程,分析混凝土复合衬砌的环向、径向应力,并与混凝土普通衬砌应力变化进行对比。得出结论:在水排空时,当水压降低至0.1MPa时,混凝土复合衬砌的环向压应力降低至0.04MPa,混凝土普通衬砌增至1.6~2.5MPa,混凝土复合衬砌和普通衬砌的径向压应力均随隧道水压的降低而降低;在注水期间,混凝土复合衬砌环向一直处于受压状态,当水压为1.00MPa时,径向压力约为0.40~0.80MPa;混凝土复合衬砌在隧洞注水和排空过程中,环向、径向均处于抗压状态,在水工隧道高地下水压情况中具有应用潜力。

关键词：混凝土复合衬砌高地下水压水工隧洞应力变化

舰船不同位置破损后的应力变化与影响因素研究

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哈尔滨工业大学学报 2007年第1期39卷 20-23,50页

作者：刘玉秋张嘉钟黄文虎哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

采用Kollbrunner-Hajd in改进的薄壁梁理论,考虑了破口引起的舰体结构不对称性造成的弯扭耦合及不同剖面的协调问题,用迁移矩阵法计算武器命中后破损舰船的内力,并采用符拉索夫法考虑了武器命中水线以下后破损引起的外载荷变化.通过求... 详细信息

采用Kollbrunner-Hajd in改进的薄壁梁理论,考虑了破口引起的舰体结构不对称性造成的弯扭耦合及不同剖面的协调问题,用迁移矩阵法计算武器命中后破损舰船的内力,并采用符拉索夫法考虑了武器命中水线以下后破损引起的外载荷变化.通过求解不同武器命中不同位置后的破损船体内力,找出了正应力和剪应力随不同破损位置的变化规律及其影响因素,研究指出计算破损舰船结构应力时必须同时考虑破损引起的结构不对称性、承载力下降和由于进水引起的浮态和载荷变化等各方面的不利影响,从而为舰船破损后的剩余强度研究提供依据.

关键词：破损舰船弯扭耦合外载荷应力变化生命力