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钢管混凝土KK型节点疲劳性能试验

交通运输工程学报 2024年第1期24卷 100-116页

作者：吴庆雄罗健平杨益伦陈康明缪承谕中村聖三福州大学土木工程学院福建福州350116 福州大学福建省土木工程多灾害防治重点实验室福建福州350116 福州大学福建省高校工程结构重点实验室福建福州350116 长崎大学工学部长崎长崎852-8521

为研究钢管混凝土KK(CFST-KK)型节点疲劳性能,开展了CFST-KK型节点模型疲劳试验,分析了CFST-KK型节点热点应力分布规律和疲劳性能演化过程;建立了CFST-KK型节点实体有限元模型,结合试验和有限元结果,分析了CFST-KK型节点与钢管混凝土K(C... 详细信息

为研究钢管混凝土KK(CFST-KK)型节点疲劳性能,开展了CFST-KK型节点模型疲劳试验,分析了CFST-KK型节点热点应力分布规律和疲劳性能演化过程;建立了CFST-KK型节点实体有限元模型,结合试验和有限元结果,分析了CFST-KK型节点与钢管混凝土K(CFST-K)型节点疲劳性能的差异性;研究了不同参数对KK型节点疲劳性能影响,探讨了适用于CFST-KK型节点疲劳寿命的评价方法。研究结果表明:采用二次外推方式计算的CFST-KK型节点,最大热点应力位于受拉支管相贯焊缝的主管侧冠点偏外鞍点15°处;计算CFST-KK型节点应力集中系数时,支管名义应力可仅考虑轴力和面内弯矩的影响而不考虑面外弯矩的影响,其应力集中系数为6.36,比CFST-K型节点大80.2%;CFST-KK型节点的疲劳裂纹萌生于最大热点应力处,在反复加载过程中裂纹沿焊趾根部向两侧与主管壁厚方向延伸,裂纹向外鞍点扩展的速度要略快于向内鞍点扩展的速度,停止反复加载后裂纹并未贯穿主管管壁;受支管面外弯矩与支管间空间效应的影响,CFST-KK型节点的抗疲劳性能与CFST-K型节点有明显差异;主管内填混凝土能提升CFST-KK型节点径向刚度,缓解应力集中情况;支管面外夹角增大会增大支管间空间效应的影响;考虑钢管内混凝土影响的CFST-K型节点的热力应力与疲劳寿命曲线在评价CFST-KK型节点疲劳寿命时具有良好的精度。

关键词：桥梁工程钢管混凝土KK型节点疲劳性能试验热点应力应力集中系数疲劳寿命

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考虑温度作用的岩石统计损伤本构模型及验证

中南大学学报（自然科学版） 2024年第3期55卷 1056-1067页

作者：魏超赵程赵春风松田浩森田千寻同济大学地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土与地下工程教育部重点实验室上海200092 长崎大学构造工学研究科日本长崎852-8521

为了预测和评估深部高温岩体的稳定性,运用理论推导的方法研究温度作用下(后)岩石的本构关系。首先,基于已有的岩石统计损伤本构模型,考虑温度对岩石损伤变量的影响,引入了损伤变量修正系数、损伤起裂应力和起裂应变等参数;其次,假设微... 详细信息

为了预测和评估深部高温岩体的稳定性,运用理论推导的方法研究温度作用下(后)岩石的本构关系。首先,基于已有的岩石统计损伤本构模型,考虑温度对岩石损伤变量的影响,引入了损伤变量修正系数、损伤起裂应力和起裂应变等参数;其次,假设微元体强度服从幂函数分布,并符合Hoek-Brown(H-B)强度准则,针对统计损伤本构模型无法反映峰前较强的微裂纹压密效应的弊端,引入了相应的模型修正系数;再次,建立了考虑温度作用的岩石统计损伤本构模型,并确定了模型参数的表达式;最后,对比不同温度作用下(后)的花岗岩在单轴和常规三轴压缩试验条件下所得的结果与文献中模型的计算结果,验证本文模型的准确性。研究结果表明:所提出的模型的计算结果与文献的试验结果在数值、分布规律和趋势上具有良好的一致性;对于全过程σ-ε曲线的各阶段,本文模型的计算效果较文献中本构模型计算效果更好,与试验曲线的贴合度更高,能够更好地反映高温作用下(后)岩石的损伤本构特征。该模型的参数具有常规性,适用于各类温-压组合作用工况下的岩石。

关键词：岩石力学幂函数温度 Hoek-Brown强度准则微裂纹压密效应本构模型

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深部采煤深孔爆破技术防控强矿震机制研究

岩土工程学报 2024年

作者：张全邹俊鹏吴坤波焦玉勇蒋宇静王超闫宪洋兖矿能源集团股份有限公司长崎大学工学研究科中国地质大学(武汉)工程学院

我国华东、东北、华北大部分煤矿已进入600m以下深度开采，矿震等动力灾害屡有发生，严重制约了煤矿安全、绿色、高效生产。针对我国深部煤矿厚硬顶板下开采矿震频发问题，本文以东滩煤矿为例，采用现场监测、理论分析和数值模拟等方法... 详细信息

我国华东、东北、华北大部分煤矿已进入600m以下深度开采，矿震等动力灾害屡有发生，严重制约了煤矿安全、绿色、高效生产。针对我国深部煤矿厚硬顶板下开采矿震频发问题，本文以东滩煤矿为例，采用现场监测、理论分析和数值模拟等方法，详细阐述了深孔爆破顶板卸压前后强矿震空间分布特征，研究了深孔爆破技术预裂顶板机制、对采动中覆岩活动影响及防控矿震的效果。研究发现深孔爆破技术可有效弱化或断裂上覆厚硬岩层，释放上覆岩层积聚的应变能，减少大能量矿震的风险。基于爆炸荷载作用下岩石破坏区理论分析计算出了深孔爆破岩石破碎区、裂隙区和有效破坏范围，并结合工作面支架阻力监测，发现深孔爆破技术可主动调控矿山压力，避免了强矿压显现。建立了含四次深孔爆破的煤层开采全过程数值模型，分析了深孔爆破前后覆岩应力及位移演化特征，揭示了深孔爆破对采动中覆岩活动影响机制。深孔爆破断顶卸压技术能够有效弱化煤层顶板、降低顶板来压强度、增大覆岩的碎胀系数，能够用于防控深部采煤强矿震的发生。

关键词：矿震深孔爆破厚硬顶板岩石破坏区支架阻力数值模拟

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战后日本的“昭和陆军”研究

日本侵华南京大屠杀研究 2024年第1期 20-30,140,141页

作者：祁建民日本长崎县立大学

“昭和陆军”是日本发动侵略战争的主要推手.战后日本无论是官方战史编纂还是旧军人总结,以及学术界研究,多将日本失败原因归结于“昭和陆军”,并围绕失败本质,从国家战略及军队体制、军队社会史和将校培养等方面进行诸多研究.从研究的... 详细信息

“昭和陆军”是日本发动侵略战争的主要推手.战后日本无论是官方战史编纂还是旧军人总结,以及学术界研究,多将日本失败原因归结于“昭和陆军”,并围绕失败本质,从国家战略及军队体制、军队社会史和将校培养等方面进行诸多研究.从研究的总趋势来看,由追究军部的战争失败责任,转向对于战前军队体制和军政关系的实证研究;由将“昭和陆军”视为一种异质的特殊存在,转变为从战前社会历史发展整体脉络中分析其出现的必然性;由对于军队组织体制的制度性研究,转为对于军人行为和思想意识的人性研究.不过这种研究的基本目的还是为日本方面总结经验教训.虽然有些学者已注意到日军对于亚洲国家的伤害问题,但总的来看,对于日军在亚洲太平洋战争中犯下的大量暴行与“昭和陆军”本质上的内在关系依然关注不够、研究未深.

关键词：日本昭和陆军军队体制军队社会史将校培养

锚固方式对岩石节理宏细观剪切特性的影响及其机制研究

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岩石力学与工程学报 2024年第6期43卷 1301-1315页

作者：蒋宇静张孙豪栾恒杰左海峰刘光饶李博李鑫鹏山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590 长崎大学工学研究科日本长崎852-8521 内蒙古上海庙矿业有限责任公司院士专家工作站内蒙古鄂尔多斯016299 同济大学土木工程学院上海200092

随着岩体工程规模的不断扩大和赋存环境的日趋复杂,岩石节理剪切滑移引起锚杆破断的现象日益突出。认清锚固节理的剪切特性及其抗剪机制对于岩体工程稳定性控制设计至关重要。通过开展锚固节理剪切试验与数值模拟,系统研究全锚和端锚2... 详细信息

随着岩体工程规模的不断扩大和赋存环境的日趋复杂,岩石节理剪切滑移引起锚杆破断的现象日益突出。认清锚固节理的剪切特性及其抗剪机制对于岩体工程稳定性控制设计至关重要。通过开展锚固节理剪切试验与数值模拟,系统研究全锚和端锚2种方式对岩石节理宏细观剪切特性的影响及其机制。结果表明:全锚方式下锚固剂的存在会使锚杆迅速发挥其“销钉作用”,而端锚方式下在剪切位移超过钻孔与锚杆间的间隙后锚杆才开始发挥作用;在锚杆破断前,全锚方式相对于端锚方式的峰值剪切应力和破断剪切应力更大;相同剪切位移下相对于端锚,全锚条件下锚固节理的裂纹数量更多;全锚方式下裂纹集中在锚杆附近,尤其是锚杆与节理相交处,端锚方式下裂纹分布较为分散,在端头锚固处、锚杆与节理相交处以及垫片处均有分布;相同剪切位移条件下,全锚锚杆的剪切应力远大于端锚锚杆,但其轴向应力因受到锚固剂限制主要集中在节理面附近;端锚方式下锚杆轴向应力被充分调动,传递至垫片处后可有效增大节理的法向应力;端锚锚杆和全锚锚杆的变形范围均不断增大,但端锚锚杆的变形范围显著大于全锚锚杆。

关键词：岩石力学岩石节理锚固方式宏细观剪切特性数值模拟

川西地区高地应力岩爆风险动态评估方法与应用研究

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岩石力学与工程学报 2024年第2期43卷 308-321页

作者：文志杰姜青林蒋宇静周翰东李雄杜婉君文金浩贵州大学矿业学院贵州贵阳550025 山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590 长崎大学工学研究科日本长崎852–8521 中建铁路投资建设集团有限公司北京102629 青岛理工大学土木工程学院山东青岛266520

针对高地应力隧道施工条件复杂致使岩爆风险难以评估的现状,提出隧道岩爆风险动态评估方法。采用故障树分析法辨识岩爆风险源,筛选风险评估指标;以风险矩阵法为研究基础,将可能性等级和严重性等级的评估范围由离散点扩展为一个区间,细... 详细信息

针对高地应力隧道施工条件复杂致使岩爆风险难以评估的现状,提出隧道岩爆风险动态评估方法。采用故障树分析法辨识岩爆风险源,筛选风险评估指标;以风险矩阵法为研究基础,将可能性等级和严重性等级的评估范围由离散点扩展为一个区间,细化等级标准,构建风险等级评估区域图;基于静态风险指标体系,通过引入动态权重概念实现岩爆可能性等级的细化,为岩爆风险建立动态评估模型。以桃子坪隧道为例,论述岩爆风险动态评估方法的实施过程,经评估其结果与实际施工情况吻合,可为实际隧道工程施工风险管理提供理论和实践指导,具有良好的应用前景。

关键词：岩石力学高地应力岩爆风险评估细化等级动态权重

层间非均质含天然气水合物沉积物力学性质数值模拟研究

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山东科技大学学报（自然科学版） 2024年第2期43卷 22-29页

作者：叶瑞杰蒋宇静张瑞琪公彬张博文山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 长崎大学研究生院工学研究科日本长崎852-8521

为探究含天然气水合物夹层的砂岩储层的力学性质及剪切破坏机理,采用离散元法制备含天然气水合物夹层的砂岩储层试样,进行了一系列双轴剪切试验。研究结果表明:当天然气水合物夹层的饱和度低于15%,且夹层厚度小于1/5时,砂岩储层整体强... 详细信息

为探究含天然气水合物夹层的砂岩储层的力学性质及剪切破坏机理,采用离散元法制备含天然气水合物夹层的砂岩储层试样,进行了一系列双轴剪切试验。研究结果表明:当天然气水合物夹层的饱和度低于15%,且夹层厚度小于1/5时,砂岩储层整体强度降低;当水合物夹层的饱和度超过35%,含水合物夹层厚度超过1/2时,水合物夹层才能增强整个试样的强度。含水合物夹层的失效形式与上覆层和下伏层的失效形式不同,含水合物夹层的破坏主要归因于水合物颗粒与周围颗粒的胶结作用的破坏。

关键词：天然气水合物含水合物夹层层间非均质数值模拟力学性质失效模式

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煤层厚度影响下大直径钻孔卸压释能机理

煤炭科学技术 2024年第6期52卷 40-50页

作者：张东晓王翔宇郭伟耀张悦颖赵同彬吴震方恒宇张骞山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 长崎大学工学研究科日本长崎852-8521 兖矿能源鄂尓多斯能化有限公司内蒙古鄂尔多斯017000 石家庄铁道大学大型结构健康诊断与控制研究所河北石家庄050043

煤层厚度变化是影响大直径钻孔卸压效果的重要因素之一。基于等效弹性模量原理建立了大直径钻孔卸压弹性力学模型,以某矿不同工作面为工程背景,研究了不同煤层厚度条件下大直径钻孔卸压煤体应力分布特征和能量释放规律,探讨了煤层厚度... 详细信息

煤层厚度变化是影响大直径钻孔卸压效果的重要因素之一。基于等效弹性模量原理建立了大直径钻孔卸压弹性力学模型,以某矿不同工作面为工程背景,研究了不同煤层厚度条件下大直径钻孔卸压煤体应力分布特征和能量释放规律,探讨了煤层厚度影响下大直径钻孔卸压释能机理。研究结果表明:当大直径钻孔卸压参数相同时,薄煤层中原岩应力、钻孔切向应力及其塑性区范围均大于厚煤层;大直径钻孔周边应力峰值随煤层厚度增加呈非线性减小趋势,当煤层厚度由1 m增加到9 m,应力峰值由23.2 MPa降低到20.2 MPa,降低12.9%;大直径钻孔卸压释能率随着煤层厚度增加呈减小趋势,当煤层厚度由1 m增加到9 m,大直径钻孔卸压释能率由68.7%降低到45.8%,即相同大直径钻孔卸压参数条件下薄煤层卸压效果更好;当大直径钻孔卸压参数相同时,钻孔切向应力随着煤层厚度增加而减小,导致煤体破碎区和塑性区范围以及存储弹性能释放量减小,即钻孔卸压释能率降低。某矿1208工作面和1203工作面煤层厚度分别为9.08、4.95 m,虽然两工作面采取了相同的大直径钻孔参数,但1208工作面巷道围岩变形破坏更为严重,对大直径卸压钻孔参数优化后,煤体平均钻屑量由2.48 kg/m下降到1.76 kg/m,表明随着煤层厚度增加,需采取减小钻孔间距、增大钻孔直径等措施来达到更好的卸压效果。

关键词：冲击地压大直径钻孔煤层厚度应力演化卸压释能

贯通型标准JRC双节理剪切力学及声发射特性研究

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岩土工程学报 2024年第3期46卷 500-509页

作者：王刚刘廷方王长盛蒋宇静王鹏举张书博肖智勇山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室山东青岛266590 福建工程学院土木工程学院福建福州350118 长崎大学工学研究科日本长崎852-8521 山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590

节理岩体的抗剪性能是影响工程岩体强度及稳定性的关键因素。基于3D打印技术制作标准JRC节理面模具和固定夹板,采取一体化浇筑方式制备不同节理面间距和不同粗糙度的双节理试样,结合声发射(acousticemission,AE)技术探究不同法向应力条... 详细信息

节理岩体的抗剪性能是影响工程岩体强度及稳定性的关键因素。基于3D打印技术制作标准JRC节理面模具和固定夹板,采取一体化浇筑方式制备不同节理面间距和不同粗糙度的双节理试样,结合声发射(acousticemission,AE)技术探究不同法向应力条件下粗糙双节理岩体剪切力学特性和破坏演化特征。结果表明:剪切应力-剪切位移曲线形态受节理粗糙度和法向应力共同影响。随JRC和法向应力的增加,剪切应力软化程度加重;法向应力较大时,峰后阶段剪切应力存在多次突降现象,突降值随法向应力的增加而增大。峰值剪切强度出现在双节理间岩石夹层断裂时刻,随JRC和法向应力的增加呈增大趋势,随节理面间距增加呈减小趋势。AE结果表明:岩石夹层断裂时刻AE能量大幅突增,AE能量峰值稍滞后于剪切应力峰值,随法向应力的增加,AE能量峰值和累积AE能量值增大;AE定位点空间上集中于岩石夹层部分,时间上频发于200~600 s内,随节理面间距的增加,AE定位点的集中范围扩大。

关键词：岩石力学双节理直剪试验节理面间距 JRC 声发射