检索结果-南通市图书馆

同方期刊数据库

冲击荷载下煤系砂岩应变率效应及能量耗散特征

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

煤炭学报 2021年第7期46卷 2281-2293页

作者：余永强张文龙范利丹龚健杨蒙孙亮河南理工大学土木工程学院河南焦作454003 河南省地下空间开发及诱发灾变防治国际联合实验室河南焦作454003

在煤矿巷道掘进过程中,巷道围岩在动载作用下变形将会增大,为研究煤系砂岩在冲击荷载作用下的力学特性及能量耗散,以河南陈四楼煤矿巷道围岩中的砂岩为研究对象,利用直径为50 mm的分离式霍普金森压杆试验装置对煤矿砂岩开展单轴单次冲... 详细信息

在煤矿巷道掘进过程中,巷道围岩在动载作用下变形将会增大,为研究煤系砂岩在冲击荷载作用下的力学特性及能量耗散,以河南陈四楼煤矿巷道围岩中的砂岩为研究对象,利用直径为50 mm的分离式霍普金森压杆试验装置对煤矿砂岩开展单轴单次冲击压缩试验和循环冲击压缩试验,对冲击荷载作用下煤矿砂岩的应变率效应、能量耗散特征和破坏模式等进行分析。研究结果表明:在单轴单次冲击荷载作用下,随着平均应变率的增加,砂岩试样的峰值应力和峰值应变均增大,割线模量逐渐降低,砂岩试样的塑性增加,强度提高;且峰值应变与平均应变率呈线性递增关系,峰值应力近似与平均应变率的1/3次幂呈递增关系;随着平均应变率的增加,砂岩试样的单位体积吸收能呈线性增加趋势,且试样破碎程度不断增大,在压应力持续作用下砂岩试样内部裂纹不断交叉扩展,沿轴向发生劈裂破坏。在循环冲击荷载作用下,随冲击荷载作用次数的增加,砂岩试样的平均应变率和峰值应变均逐渐增大,峰值应力、割线模量和第2类割线模量均随着冲击次数的增加而逐渐降低;在固定冲击气压下进行循环冲击时,随着冲击次数的增加,入射能基本保持不变,反射能和吸收能均逐渐增大,透射能逐渐减小,砂岩试样的单位体积吸收能随冲击次数增加呈先缓慢增加后突然增加的趋势;在循环冲击荷载作用下,砂岩试样吸收能量的能力增强,随着冲击次数的不断增加,试样内部微裂纹分布增多且扩展速度加快,主要发生受拉破坏,沿轴向加载方向产生贯穿于砂岩试样的环状破坏面。

关键词：煤系砂岩分离式霍普金森压杆能量耗散应变率破坏模式

偏高岭土提高水泥基注浆材料在高地温隧道工程中的适应性

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

材料导报 2022年第6期36卷 101-108页

作者：范利丹孙亮余永强张纪云郭佳奇河南理工大学土木工程学院河南焦作454000 河南省地下空间开发及诱发灾变防治国际联合实验室河南焦作454000

为提高水泥基注浆材料在高地温隧道工程的适应性,通过在室内模拟相应温湿度环境,研究了偏高岭土水泥基注浆材料的基本物理性能、力学性能以及隔热性。研究表明:温度升高、偏高岭土掺量增加、水胶比减小都会降低浆液析水率、增大浆液的黏... 详细信息

为提高水泥基注浆材料在高地温隧道工程的适应性,通过在室内模拟相应温湿度环境,研究了偏高岭土水泥基注浆材料的基本物理性能、力学性能以及隔热性。研究表明:温度升高、偏高岭土掺量增加、水胶比减小都会降低浆液析水率、增大浆液的黏度,在较小水胶比时温度对析水率的影响不明显,但温度和水胶比对浆液黏度的影响显著;浆液凝结时间随温度升高而缩短,水胶比为0.8的浆液在温度高于20℃时,凝结时间随偏高岭土掺量增加不断缩短,对水胶比为1.0的浆液,高温和较低温度下偏高岭土掺量对凝结时间的影响趋势各不同;养护温度达到50℃时,浆液结石体中后期抗压强度出现倒缩;抗压强度随偏高岭土掺量增加先增大后减小,在40℃养护下最佳掺量为8%时,抗压强度最大提高32.2%;随养护温度升高,源于偏高岭土的结石体增强因子先增大后减小,在50℃时达到最高值0.4;浆液胶结强度在30℃时达最高值23.8 MPa;结石体导热系数与养护温度呈线性负相关,偏高岭土的掺加可降低结石体导热系数。

关键词：高地温偏高岭土水泥基注浆材料养护温度导热系数

基于NMR技术的玄武岩纤维喷射混凝土韧性演化规律

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

煤炭学报 2019年第10期44卷 2990-2998页

作者：焦华喆韩振宇陈新明杨亦轩王云飞河南理工大学河南省地下空间开发及诱发灾变防治国际联合实验室河南焦作454150 河南理工大学河南省矿产资源绿色高效开采与综合利用重点实验室河南焦作454150 河南理工大学土木工程学院河南焦作454150

随着煤矿开采深度的增加,普通喷射混凝土支护结构易开裂脱落。玄武岩纤维(BF)的加入可以有效地提升喷射混凝土韧性与抑制围岩变形的能力。通过弯曲韧性试验研究了BF对玄武岩纤维喷射混凝土(BFRS)韧性的影响规律,通过核磁共振试验(NMR)... 详细信息

随着煤矿开采深度的增加,普通喷射混凝土支护结构易开裂脱落。玄武岩纤维(BF)的加入可以有效地提升喷射混凝土韧性与抑制围岩变形的能力。通过弯曲韧性试验研究了BF对玄武岩纤维喷射混凝土(BFRS)韧性的影响规律,通过核磁共振试验(NMR)研究了孔隙分布对BFRS韧性的影响,并进行了井下现场支护试验。结果表明:BF掺入后,BFRS 7 d与28 d试块抗弯强度分别提高了9.8%,6.8%,且BF对早龄期抗弯强度提升效果更为明显;分别采用DBV与JSCE标准对BFRS韧性进行评价,实验发现最优纤维掺量为4.5 kg/m^3,此时D1^f和D2^f分别为29.5 N·m和57.9 N·m,试件弯曲韧性比同时达到最大值0.875;对比可知,DBV多值韧性标准更适合评价BFRS抗弯韧性。通过NMR试验发现纤维掺量对BFRS孔隙结构影响较大,纤维掺量达到3 kg/m^3时,BFRS大孔径孔隙占比仅为0.25%,当纤维掺量超过临界掺量4.5 kg/m^3,BFRS大孔径孔隙占比增加,喷射混凝土基体内部缺陷增多,韧性降低。进行井下支护试验发现BFRS抑制变形能力优于普通喷射混凝土,其中纤维掺量为4.5 kg/m^3时,支护段巷道35 d收敛位移最小,仅为0.21 mm,此时支护效果最好。分布在BFRS基体内部的纤维可以形成稳定的三维承力结构,有效改善BFRS基体内部孔隙结构,增加BFRS韧性,提高被支护巷道抗变形能力。高韧性BFRS可以有效地满足深部大变形巷道支护要求,达到“变形不开裂,开裂不掉落”的效果。

关键词：玄武岩纤维喷射混凝土韧性核磁共振孔隙结构

不同预浸骨料-PVA纤维对再生混凝土力学性能的影响

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

复合材料学报 2022年第3期39卷 1205-1214页

作者：王兴国姜茂林陈旭王永贵朱建平程飞河南理工大学土木工程学院焦作454003 河南理工大学材料科学与工程学院焦作454003 河南省地下空间开发及诱发灾变防治国际联合实验室焦作454003

为研究纳米SiO_(2)溶液和水泥净浆改性再生粗骨料后,掺入聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)纤维再生混凝土的基本力学性能和动态力学性能,分别对不同浓度的纳米SiO_(2)溶液和不同水灰比的水泥净浆进行再生骨料浸泡预试验,选定浓度为2wt%... 详细信息

为研究纳米SiO_(2)溶液和水泥净浆改性再生粗骨料后,掺入聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)纤维再生混凝土的基本力学性能和动态力学性能,分别对不同浓度的纳米SiO_(2)溶液和不同水灰比的水泥净浆进行再生骨料浸泡预试验,选定浓度为2wt%的纳米SiO_(2)溶液和水灰比为0.5的水泥净浆,对改性后再生混凝土的力学性能进行对比试验。选取再生粗骨料取代率、PVA纤维掺量和应变率为变量,静力学性能采用万能压力机进行,动态力学性能采用霍普金森压杆(Split Hopkinson pressure bar,SHPB)进行。测试试件28天立方体抗压强度、轴心抗压强度和抗折强度,得到了不同应变率条件下试件的应力-应变曲线,分析了试件静力性能、动态抗压强度、动态增长因子(Dynamic increase factor,DIF)、动态峰值应变和比吸能随变量的变化规律。结果表明:随取代率增加,试件基本力学性能降低,增加PVA纤维掺量,试件抗压强度降低而抗折强度提高;随取代率和PVA纤维掺量增加,试件动态峰值应力呈下降趋势,而动态峰值应变呈增长趋势;取代率的增加提升了试件的DIF值,而PVA纤维对DIF值影响并不明显;应变率的提高增强了试件的动态强度和应变,而水泥净浆改性再生混凝土比纳米SiO_(2)改性再生混凝土具备更高的比吸能。

关键词：再生混凝土纳米SiO_(2) 水泥净浆 PVA纤维静力性能冲击性能

玄武岩纤维对喷射混凝土力学性能及微观结构的影响机制

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

复合材料学报 2019年第8期36卷 1926-1934页

作者：焦华喆韩振宇陈新明刘子璐陈峰宾 PETER Hughes 河南理工大学河南省地下空间开发及诱发灾变防治国际联合实验室焦作454150 河南理工大学河南省矿产资源绿色高效开采与综合利用重点实验室焦作454150 河南理工大学土木工程学院焦作454150

通过力学性能实验研究了玄武岩纤维(BF)对玄武岩纤维/喷射混凝土(BF/SC)基本力学性能及韧性的影响规律,同时借助扫描SEM及核磁共振(NMR)实验对BF/SC的微观结构进行研究。结果表明:添加BF可以显著提高BF/SC的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗... 详细信息

通过力学性能实验研究了玄武岩纤维(BF)对玄武岩纤维/喷射混凝土(BF/SC)基本力学性能及韧性的影响规律,同时借助扫描SEM及核磁共振(NMR)实验对BF/SC的微观结构进行研究。结果表明:添加BF可以显著提高BF/SC的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗弯强度;相较于素SC,掺量为3kg/m3及7.5kg/m3的BF/SC抗弯试块韧性较好,其能量吸收能力分别为素SC的2.42倍和2.69倍。BF在SC内部具有较好的分散性,与SC基体界面粘结性较好。适量BF有效地抑制了大体积孔隙的生成,其中掺量为3kg/m3的BF/SC大孔径孔隙占比仅为0.25%,但过多BF掺入会导致纤维结团及孔隙率增加,因此在本文实验条件下纤维掺量为3kg/m3时BF/SC性能最好。

关键词：玄武岩纤维喷射混凝土纤维掺量力学性能微观结构

不同截面管廊在燃气爆炸作用下的动力响应分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

应用力学学报 2019年第5期36卷 1111-1115,1260页

作者：刘希亮李烨王新宇郭佳奇河南理工大学土木工程学院焦作454000 河南省地下工程与灾变防控重点实验室焦作454000 河南省地下空间开发及诱发灾变防治国际联合实验室焦作454000

为研究不同形状地下管廊内燃气爆炸冲击波的传播规律,利用LS-DYNA动力有限元软件,基于流固耦合算法,对燃气爆炸在地下管廊内的传播过程进行了数值模拟;分析了爆炸冲击波在两种管廊内的传播规律以及管廊结构的动力响应规律。结果表明:在... 详细信息

为研究不同形状地下管廊内燃气爆炸冲击波的传播规律,利用LS-DYNA动力有限元软件,基于流固耦合算法,对燃气爆炸在地下管廊内的传播过程进行了数值模拟;分析了爆炸冲击波在两种管廊内的传播规律以及管廊结构的动力响应规律。结果表明:在整个爆炸过程中,圆形管廊受压较为均匀,但圆形管廊爆源附近出现正负压变化,使波阵面内部形成负压区,而方形管廊正负压变化不明显;方形管廊结构的转角处,速度值和位移值都比较小,但受到的压力最大,在实际工程中,应加强此处结构的保护。与爆源水平距离最近的圆形截面管廊上测点的超压峰值、振荡幅度和残余变形都远低于方形截面管廊测点;但与方形截面管廊测点相比,圆形截面管廊测点的速度方向改变较为频繁,容易造成结构的振荡,导致结构发生失稳破坏。

关键词：地下管廊爆炸冲击波流固耦合动力响应超压

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

管廊内燃气爆炸作用下不同抗爆结构性能研究

高压物理学报 2019年第4期33卷 195-204页

作者：刘希亮李烨王新宇 GURKALO Filip 河南理工大学土木工程学院河南焦作454000 河南省地下工程与灾变防控重点实验室河南焦作454000 河南省地下空间开发及诱发灾变防治国际联合实验室河南焦作454000

地下管廊是城市地下空间的重要组成部分,若燃气在地下管廊输送过程中泄漏进入管廊内部并引起爆炸,将会产生严重的后果。以平潭综合试验区环岛路管线工程为背景,基于流固耦合和 ALE(Arbitarty Lagrange Euler)多物质算法,采用 ANSYS/LS-D... 详细信息

地下管廊是城市地下空间的重要组成部分,若燃气在地下管廊输送过程中泄漏进入管廊内部并引起爆炸,将会产生严重的后果。以平潭综合试验区环岛路管线工程为背景,基于流固耦合和 ALE(Arbitarty Lagrange Euler)多物质算法,采用 ANSYS/LS-DYNA软件建立管廊结构和土体的三维模型,研究地下管廊内燃气爆炸作用下敷设“泡沫铝”抗爆结构和“钢板-泡沫铝-钢板”夹芯抗爆结构的抗爆性能以及管廊的动力响应,并分析不同抗爆结构对管廊结构的应力和变形影响以及抗爆结构的吸能能力。结果表明:爆炸荷载作用下,燃气仓内墙上距离爆炸荷载最近的结构首先发生破坏,随着爆炸进程的发展,燃气仓内墙与外墙连接处也发生破坏;敷设泡沫铝和泡沫铝夹芯结构可以降低廊体结构的损伤,其中又以泡沫铝夹芯结构效果最佳;在泡沫铝夹芯抗爆结构中,结构应力衰减最快,测点应力峰值与无任何抗爆结构的管廊相比降低了 67.35%,而在泡沫铝抗爆结构中应力峰值仅降低了 43.99%;关于抗爆结构吸能方面,在无任何抗爆结构的管廊内,管廊动能峰值为 0.11 kJ,而复合抗爆结构管廊的动能峰值仅为 0.021 kJ,与无任何抗爆结构的管廊相比,动能降低了 80.9%。综合研究发现,管廊内敷设泡沫铝夹芯结构时吸能和抵抗爆炸冲击波能力最佳。

关键词：地下工程抗爆性数值模拟综合管廊吸能材料

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

定向断裂控制爆破技术在巷道掘进中应用研究

爆破 2022年第1期39卷 61-67,94页

作者：余永强余雳伟范利丹徐峰周桂杰河南理工大学土木工程学院焦作454003 河南省地下空间开发及诱发灾变防治国际联合实验室焦作454003

在煤矿巷道掘进中,普通光面爆破技术存在着围岩表面超挖、欠挖、严重破坏等现象,后期支护难度大,维护成本高。在定向断裂控制爆破技术机理分析的基础上,提出了周边眼切缝药包定向断裂控制技术,进行了切缝药包爆破和普通药包爆破的工程... 详细信息

在煤矿巷道掘进中,普通光面爆破技术存在着围岩表面超挖、欠挖、严重破坏等现象,后期支护难度大,维护成本高。在定向断裂控制爆破技术机理分析的基础上,提出了周边眼切缝药包定向断裂控制技术,进行了切缝药包爆破和普通药包爆破的工程应用对比研究。试验结果表明:采用外径38 mm、内径36 mm,切缝宽度4 mm、切缝长度600 mm的PVC管作为切缝管进行切缝药包定向断裂控制爆破,其爆破效果较好。切缝药包爆破改善了巷道断面平整度,开挖轮廓平滑,提高了半孔率,最大值为90%。爆破完巷道轮廓成形好,有效控制了超挖量,平均线性超挖量为0.171 m,降低了0.238 m。切缝药包爆破增加周边眼眼距,节约每立方米炸药用量25%,每循环进尺可减少炸药用量约20 kg,减弱了爆破震动。定向断裂控制爆破有效降低了对围岩体的损伤,增加了围岩的稳定性,取得了较为理想的爆破效果。

关键词：巷道掘进切缝药包定向断裂控制爆破复式楔形掏槽

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

地下管廊在燃气爆炸作用下的动力响应分析

高压物理学报 2018年第6期32卷 66-73页

作者：刘希亮李烨王新宇郭佳奇河南理工大学土木工程学院河南焦作454000 河南省地下工程与灾变防控重点实验室河南焦作454000 河南省地下空间开发及诱发灾变防治国际联合实验室河南焦作454000

在燃气通过地下管廊输送过程中,若燃气泄漏进入管廊内部并引起爆炸将会产生严重的后果。以平潭综合试验区环岛路管线工程为背景,借助LS-DYNA非线性动力分析有限元软件,基于流固耦合和ALE多物质算法,建立地下空间燃气爆炸数值计算模型,... 详细信息

在燃气通过地下管廊输送过程中,若燃气泄漏进入管廊内部并引起爆炸将会产生严重的后果。以平潭综合试验区环岛路管线工程为背景,借助LS-DYNA非线性动力分析有限元软件,基于流固耦合和ALE多物质算法,建立地下空间燃气爆炸数值计算模型,探讨管廊内燃气爆炸过程中爆炸冲击波对管廊结构的影响。数值计算结果表明:在爆炸过程中,超压峰值从爆源中心转移到波阵面上,导致爆源附近压力低于波阵面压力,爆源附近形成负压区;爆炸荷载作用下,燃气仓内距离爆源最近的内墙上的测点超压值最大,在t=7.8ms时达到最大值为18.65MPa,且在t=10ms左右时,位移和速度达到最大值,分别为10.47mm、3.303m/s;气体爆炸后,管廊燃气仓内墙正负压振荡时间持续较长,振动现象最为明显,最易发生破坏。

关键词：地下管廊气体爆炸数值模拟流固耦合 ALE多物质算法