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寒区充填体强度与超声波波速关系试验研究

中国有色金属学报 2025年

作者：侯晨李磊魏赫彤杜加法潘建达刘洪磊东北大学岩石破裂与失稳研究所东北大学资源与土木工程学院实验教学中心华北理工大学矿产资源绿色开发与生态修复协同创新中心山东黄金矿业股份有限公司山东黄金(北京)产业投资有限公司

为建立寒区低温条件下充填体力学参数与声波波速间的定量关系，采用非金属超声波检测仪，分析了低、负温养护充填体的超声波波速演化规律及与常温养护充填体在声波传播特性的差异。结果表明，在低温条件下（≥0 ℃），持续的水化反应导... 详细信息

为建立寒区低温条件下充填体力学参数与声波波速间的定量关系，采用非金属超声波检测仪，分析了低、负温养护充填体的超声波波速演化规律及与常温养护充填体在声波传播特性的差异。结果表明，在低温条件下（≥0 ℃），持续的水化反应导致波速不断提高，而在负温条件下（-5℃），冰颗粒的不断形成是波速不断提高的关键因素；由于超声波速度在不同温度区间的增长机制不同，随着胶结剂含量的增加，低温充填体的波速呈现增长趋势，而负温充填体体内波速呈现降低趋势；充填体的超声波波速与力学强度在低温条件下，两者符合线性关系，在负温条件下符合指数型增长关系，这说明胶结充填体内冰颗粒的形成对于强度的增加效应更为显著，相关成果可为寒区充填采矿的强度预测及材料优化提供科学依据和实用指导。

关键词：寒区矿山:超声波波速胶结充填体强度预测负温

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基于温度-应力耦合作用的岩石时效蠕变模型

工程力学 2017年第10期34卷 1-9+25页

作者：周广磊徐涛朱万成陈崇枫杨天鸿东北大学岩石破裂与失稳研究中心

基于岩石变形与热力学基本理论,建立了温度-应力耦合作用下脆性岩石时效蠕变损伤模型。根据此模型,在有限元数值软件COMSOL的基础上进行二次开发,考虑岩石介质的非均匀性,并以最大拉应力准则以及摩尔库仑准则为岩石单元的破坏准则,给出... 详细信息

基于岩石变形与热力学基本理论,建立了温度-应力耦合作用下脆性岩石时效蠕变损伤模型。根据此模型,在有限元数值软件COMSOL的基础上进行二次开发,考虑岩石介质的非均匀性,并以最大拉应力准则以及摩尔库仑准则为岩石单元的破坏准则,给出了温度-应力耦合作用下岩石时效蠕变损伤模型的数值求解方法。并结合室内实验结果验证了该模型方法的可行性和合理性。数值模拟结果表明该模型能准确描述不同温度条件下花岗岩典型蠕变全过程三个阶段,即初始蠕变阶段、稳态蠕变阶段和加速蠕变阶段。数值模拟也表明声发射累计数和岩石轴向应变的演化趋势整体上具有一致性,且在初始蠕变阶段和加速蠕变阶段出现较多的声发射现象。

关键词：岩石力学温度-应力耦合蠕变数值模拟热损伤

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深部岩巷在动力扰动下的破坏机理分析

煤炭学报 2006年第6期31卷 742-746页

作者：左宇军唐春安朱万成谭志宏东北大学岩石破裂与失稳研究中心

结合某巷道工程实例,利用新开发的动态版岩石破裂过程分析系统RFPA2D分析了动力扰动对深部岩巷破坏过程的影响,从细观角度分析了不同深度或受不同静压力的岩石巷道在动力扰动下的破坏规律.结果表明,对于不同埋深的巷道,所受应力状态不同... 详细信息

结合某巷道工程实例,利用新开发的动态版岩石破裂过程分析系统RFPA2D分析了动力扰动对深部岩巷破坏过程的影响,从细观角度分析了不同深度或受不同静压力的岩石巷道在动力扰动下的破坏规律.结果表明,对于不同埋深的巷道,所受应力状态不同,则所处稳定状态也不同.当巷道埋深较小时,处于较稳定状态;当巷道埋深较大时,越来越接近临界稳定状态,较小的扰动便可以导致裂纹的大规模瞬时动力扩展,诱发巷道的失稳破坏,并伴随着应变能的高速释放.深部巷道所受静压较大,在动力扰动下比浅部巷道更易发生失稳破坏.

关键词：深部岩巷动力扰动失稳破坏非均匀性数值模拟

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岩石水压致裂过程的数值模拟分析

东北大学学报(自然科学版) 2002年第11期23卷 1104-1107页

作者：冷雪峰唐春安杨天鸿李连崇东北大学岩石破裂与失稳研究中心辽宁沈阳　110004 东北大学岩石破裂与失稳研究中心

应用岩石破裂失稳的渗流应力耦合分析系统(F RFPA2D),模拟分析了岩石在水力压力作用下破裂失稳过程,对比分析了不同均质度对岩石水压致裂过程的影响·结果表明,岩石的非均匀性对水压致裂的开始压力、失稳压力以及裂纹的扩展路径有很大... 详细信息

应用岩石破裂失稳的渗流应力耦合分析系统(F RFPA2D),模拟分析了岩石在水力压力作用下破裂失稳过程,对比分析了不同均质度对岩石水压致裂过程的影响·结果表明,岩石的非均匀性对水压致裂的开始压力、失稳压力以及裂纹的扩展路径有很大的影响,对于不均质试样,水压破裂的开始出现要比失稳压力到达早得多,而对于均质试样,破裂初始压力和崩溃压力是不能区分的;同时,岩石的非均匀性也影响着破裂路径的粗糙度和不规则展布,模拟结果和相关实验结果具有较好的一致性·

关键词：岩石破裂水压致裂非均匀性均质度数值模拟

岩石破裂过程分析用(RFPA^(2D))系统的细观单元本构关系及验证

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岩石力学与工程学报 2003年第1期22卷 24-29页

作者：朱万成唐春安杨天鸿梁正召东北大学岩石破裂与失稳研究中心沈阳110006

从岩石的细观非均匀性特点出发,应用弹性损伤力学,对岩石破裂过程分析数值(RFPA2D)模拟系统的本构关系进行了描述。用RFPA2D系统模拟了岩石试样在单轴或双轴载荷作用下的强度特征和破坏形态,通过与实验结果对比验证了该本构关系和数值... 详细信息

从岩石的细观非均匀性特点出发,应用弹性损伤力学,对岩石破裂过程分析数值(RFPA2D)模拟系统的本构关系进行了描述。用RFPA2D系统模拟了岩石试样在单轴或双轴载荷作用下的强度特征和破坏形态,通过与实验结果对比验证了该本构关系和数值模拟系统的合理性和有效性。-

关键词：岩石力学本构关系细观破坏过程双轴载荷数值模拟系统

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基于离散元法的脆性岩石细观蠕变失稳研究

工程力学 2018年第9期35卷 26-36页

作者：胡光辉徐涛陈崇枫杨学凯东北大学岩石破裂与失稳研究中心沈阳110819

为从细观角度探究脆性岩石的蠕变失稳过程及失稳机理,该文基于三维颗粒流程序(PFC3D)考虑岩石的时效变形损伤过程,引入岩石细观单元时效损伤的应力腐蚀模型,建立了基于离散元方法的岩石时效变形损伤破裂模型,并通过单轴压缩及单轴蠕变... 详细信息

为从细观角度探究脆性岩石的蠕变失稳过程及失稳机理,该文基于三维颗粒流程序(PFC3D)考虑岩石的时效变形损伤过程,引入岩石细观单元时效损伤的应力腐蚀模型,建立了基于离散元方法的岩石时效变形损伤破裂模型,并通过单轴压缩及单轴蠕变的室内实验和数值模拟对比验证了所建立的时效变形损伤破裂模型的合理性。数值模拟再现了岩石的初始蠕变、稳态蠕变和加速蠕变三个蠕变阶段,同时模拟结果表明,在单级加载条件下,随着应力水平提高,稳态蠕变应变率显著增大,岩石蠕变失效时间逐渐缩短,初始轴向应变、初始侧向应变和初始体应变不断增大,且细观裂纹扩展形式与单轴压缩破坏形式基本相同,都是以拉伸裂纹为主,裂纹的增长速率随着时间增加而不断增大,尤其在第三蠕变阶段裂纹增长速率迅速增大;在分级加载试验过程中,模型的轴向应变、侧向应变和体应变以及裂纹最终扩展形态与单级加载基本相同;此外将三维蠕变模拟结果与二维模拟结果进行对比,结果显示三维模型拟合程度更高。

关键词：岩石蠕变三维颗粒流程序应力腐蚀模型蠕变应变率裂纹扩展

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多煤层开采时岩层垮落过程的数值模拟

岩石力学与工程学报 2001年第2期20卷 190-196页

作者：刘红元唐春安芮勇勤东北大学岩石破裂与失稳研究中心沈阳110006

运用自行开发的岩层破断过程分析 (SFPA2D)系统模拟了多煤层开采时岩层的垮落过程。数值模拟结果表明 ,虽然上部煤柱的存在改变了上覆岩层结构 ,但岩层的垮落仍具有明显的周期性 ,地表的水平移动和垂直下沉仍具有明显的对称性 ;当垮落... 详细信息

运用自行开发的岩层破断过程分析 (SFPA2D)系统模拟了多煤层开采时岩层的垮落过程。数值模拟结果表明 ,虽然上部煤柱的存在改变了上覆岩层结构 ,但岩层的垮落仍具有明显的周期性 ,地表的水平移动和垂直下沉仍具有明显的对称性 ;当垮落带高度达到上部煤柱后 ,可能出现大面积的垮落 ,产生较大的次生来压现象 ,从而影响下部长壁工作面的安全。通过和相似材料模拟以及理论分析结果的对比 ,本次数值模拟基本上反映了多煤层开采时采动岩体的动态发展过程。

关键词：覆岩破坏数值模拟支承压力开采沉陷多煤层开采

不同围压条件下孔壁周边裂纹演化的数值模拟分析

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岩石力学与工程学报 2000年第5期19卷 577-583页

作者：傅宇方黄明利任凤玉唐春安东北大学岩石破裂与失稳研究中心沈阳110006

利用 RFPA2 D软件研究了试样孔洞周边裂纹的形成和演化 ,验证了三种类型裂纹的存在。研究了不同围压条件下不同裂纹间的相互作用机制。验证了局部应力集中是裂纹形成和扩展的重要因素 ,同时也指出 ,岩石类材料非均匀性是形成拉。

关键词：数值模拟裂纹演化非均匀性声发射岩石

新型全长多点楔胀式管缝锚杆(竹节式锚杆)的试验研究

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岩石力学与工程学报 2004年第3期23卷 465-468页

作者：唐春安赵兴东王维纲田军东北大学岩石破裂与失稳研究中心沈阳110004

全长多点楔胀式管缝锚杆(竹节式锚杆)是一种作用机理及结构与普通锚杆均有所不同的新型锚杆,其锚固力由锚杆杆体与岩体的摩擦力、锚杆杆端的锚固力与多点楔胀力所提供的。对新型锚杆进行了数值模拟和物理试验,其实验室试验证实,新型锚... 详细信息

全长多点楔胀式管缝锚杆(竹节式锚杆)是一种作用机理及结构与普通锚杆均有所不同的新型锚杆,其锚固力由锚杆杆体与岩体的摩擦力、锚杆杆端的锚固力与多点楔胀力所提供的。对新型锚杆进行了数值模拟和物理试验,其实验室试验证实,新型锚杆的拉拔力比普通锚杆的拉拔力提高39%。结果表明,此种锚杆具有优异的力学性能、施工方便,完全可以在工程支护领域中推广应用。

关键词：岩石力学巷道支护楔胀竹节式锚杆数值模拟物理试验全长多点楔胀式管缝锚杆