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含水率对红砂岩瞬时和蠕变力学性质影响的试验研究 预览
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作者 于超云 世斌 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期473-481,共9页
水是影响岩体工程稳定性的重要因素。为了全面分析水对岩石瞬时及蠕变力学特性的影响,设计了两类试验:单轴压缩强度试验和蠕变试验。通过吸水试验分析红砂岩的吸水特征,并以此为依据制备不同含水率的标准试件。首先对9组不同含水率的试... 水是影响岩体工程稳定性的重要因素。为了全面分析水对岩石瞬时及蠕变力学特性的影响,设计了两类试验:单轴压缩强度试验和蠕变试验。通过吸水试验分析红砂岩的吸水特征,并以此为依据制备不同含水率的标准试件。首先对9组不同含水率的试件进行单轴压缩强度试验。利用体积应变法和LSR法(Lateral Strain Response)确定红砂岩在单轴压缩条件下的4个特征应力:闭合应力、启裂应力、损伤应力和破坏应力,从而得到了含水率与红砂岩力学参数的定量关系。结果表明,应力应变曲线上各阶段特征应力随含水率增大而服从负指数规律衰减,并且当试件达到饱和后,各特征应力趋于稳定。由于高孔隙率的特性,导致红砂岩的特征应力在短时间内显著降低。启裂应力σi与闭合应力σc之差随着含水率的增加而减小。这说明水的增加导致红砂岩非线性特征增强。强度和弹性模量损失系数随含水率呈指数函数增长的趋势,饱和红砂岩的强度和弹模总损失系数分别是0. 484和0. 334。此外,将5组不同初始含水率的试件持续浸在充满水的环境试验箱中,开展荷载与水共同作用下的蠕变试验,从而得到长期水环境对红砂岩蠕变力学特征的影响。结果表明,试件的瞬时应变和稳态应变率随含水率增加呈指数形式增大,蠕变应变和破坏时间随含水率增加而减小。当含水率趋于稳定时,红砂岩的蠕变特性仍然有显著的变化,其原因在于环境中的水沿蠕变新生成的裂缝进一步运移到裂缝尖端,初始裂纹进一步扩展。实验结果不仅强调了短时间内水对高孔隙率岩石瞬时力学性质的急剧弱化作用,而且强调了环境中的水对饱和岩石蠕变力学性质的持续影响作用。此外,实验数据和拟合方程将为岩体工程长期稳定性的评估提供一定的参考价值。 展开更多
关键词 红砂岩 含水率 特征应力 环境蠕变试验
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荷载与水共同作用对红砂岩蠕变特性的影响 预览
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作者 于超云 世斌 《水利与建筑工程学报》 2019年第1期24-29,共6页
在岩体工程中,岩石往往受到荷载和水的共同作用。为了研究岩石在荷载和水共同作用下的蠕变力学性质,将红砂岩试件浸没在水中并施加不同应力水平,进行单轴压缩蠕变试验。通过比较浸水试件和表面密封的饱和及干燥试件的蠕变力学参数,研究... 在岩体工程中,岩石往往受到荷载和水的共同作用。为了研究岩石在荷载和水共同作用下的蠕变力学性质,将红砂岩试件浸没在水中并施加不同应力水平,进行单轴压缩蠕变试验。通过比较浸水试件和表面密封的饱和及干燥试件的蠕变力学参数,研究了荷载与水共同作用对红砂岩蠕变特性的影响。结果表明,浸水试件的长期强度最小,饱和试件次之,干燥试件最大;而且浸水试件稳态应变率最大,饱和试件次之,干燥试件最小。从损伤力学及裂纹扩展的角度来看,环境中的水分持续运移到由于蠕变变形产生的新裂隙中,加剧了水对岩石的物理力学作用是导致浸水试件的蠕变特性更加显著的原因。试验结果对岩体工程的监测及稳定性分析具有一定的指导意义。当对岩体工程进行稳定性计算分析时,建议依据荷载与水共同作用条件下的试验结果选取岩石力学参数。 展开更多
关键词 蠕变试验 水岩作用 应力水平 稳态应变率 长期强度
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荒沟抽水蓄能电站地下厂房开挖过程微震活动特征与围岩稳定性研究 预览
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作者 高乔 马克 +1 位作者 马天辉 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2019年第5期775-782,共8页
牡丹江荒沟抽水蓄能电站地下厂房具有典型的"大跨度、高边墙、多洞室交叉"的工程结构特点,在陡倾结构面、中等地应力等复杂地质条件和强卸荷开挖的影响下,洞室围岩片帮、掉块等局部稳定性问题突出。针对此问题,构建荒沟抽水... 牡丹江荒沟抽水蓄能电站地下厂房具有典型的"大跨度、高边墙、多洞室交叉"的工程结构特点,在陡倾结构面、中等地应力等复杂地质条件和强卸荷开挖的影响下,洞室围岩片帮、掉块等局部稳定性问题突出。针对此问题,构建荒沟抽水蓄能电站地下厂房微震监测系统,对地下厂房开挖卸荷过程进行实时监测,揭示围岩内部岩石微破裂的萌生演化过程及其对围岩稳定性的影响。结果表明:1)开挖卸荷的强施工扰动引起的围岩高能量释放,导致主厂房上游边墙围岩内的断层破碎带局部损伤加剧,诱发大量微震事件;2)微震事件在主厂房上游侧拱肩区域沿断层走向呈条带状分布,且在厂房下游侧边墙与3#支洞交汇的洞室结构薄弱部位聚集;3)识别主厂房上游边墙桩号厂左0+20m至厂左0+80m段是围岩潜在失稳区域。 展开更多
关键词 抽水蓄能电站 地下厂房 微震监测 围岩稳定 岩体损伤
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马蹄形隧道围岩非线性变形破坏的数值模拟研究 预览
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作者 龚斌 《水利与建筑工程学报》 2019年第3期28-32,54共6页
主应力方向不同时,隧道围岩所处的应力环境也会不同,针对不同方向主应力作用下隧道围岩破坏规律,通过统计损伤理论和数值模拟方法,采用主应力逐级加载的方式,模拟了马蹄形隧道在不同主应力倾角下的破坏模式,并与模型试验结果相对比,验... 主应力方向不同时,隧道围岩所处的应力环境也会不同,针对不同方向主应力作用下隧道围岩破坏规律,通过统计损伤理论和数值模拟方法,采用主应力逐级加载的方式,模拟了马蹄形隧道在不同主应力倾角下的破坏模式,并与模型试验结果相对比,验证软件模拟结果的可靠性。为了更加真实模拟隧道洞室的实际受力情况,进一步引入离心加载法定量计算隧洞的整体安全系数。结果表明,主应力方向对马蹄形隧道围岩稳定有重要影响,当θ=0°时,隧道两侧产生了较大的剪切应力集中,破坏较为严重;当θ=30°、45°、60°时,拱顶和底板首先产生破裂,但破裂区扩展规律不同;当θ=90°,在底板位置处破坏显著。同时,当θ=0°和30°时,隧道的安全系数较大;当夹角θ=45°时,隧道的安全系数最小等。这些结果对进一步揭示隧洞围岩复杂的破坏行为,评价地下工程安全稳定性,采取合理的支护措施等均具有重要意义。 展开更多
关键词 主应力方向 马蹄形隧洞 围岩稳定 岩体破坏
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高架城市及其城市空间发展的三层结构模式
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作者 杨菊英 王凯凯 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第3期637-642,共6页
随着城市建设规模的不断扩大,城市交通拥堵、停车难及汽车尾气伴生的环境污染、热岛效应等问题日趋严重,已成为未来城市发展的瓶颈问题。近年来,全方位开发利用地下空间的呼声日渐升高,其中包括地下交通、地下商业空间、地下基础设施,... 随着城市建设规模的不断扩大,城市交通拥堵、停车难及汽车尾气伴生的环境污染、热岛效应等问题日趋严重,已成为未来城市发展的瓶颈问题。近年来,全方位开发利用地下空间的呼声日渐升高,其中包括地下交通、地下商业空间、地下基础设施,甚至地下人居环境等,然而,人类需要阳光、雨露、空气,甚至风、雨、雪等自然生态。笔者认为,地下空间发展应该遵循的最基本原则,就是最大限度地满足人类生态环境的自然回归。基于这一理念,本文提出了以人为本的高架城市理念,通过人类活动空间层(高架层)、交通空间层(地面层)和地下基础设施空间层(地下层)的三层式空间结构,形成人居活动空间上移、影响人居活动的基础设施下移的城市规划建设新模式,为有效破解城市交通拥堵、人居活动空间短缺、城市空气污染等当代城市“综合征”提供新的思路。 展开更多
关键词 高架城市 人车分流 智能导停 尾气排放 综合管廊 海绵城市
深井软岩下山巷道群非对称破坏机理与控制研究
6
作者 刘帅 杨科 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期455-464,共10页
受邻近巷道或工作面回采影响,巷道群中单一巷道通常处于复杂应力环境中并呈现非对称变形特点。以皖北煤电公司刘桥一矿II66下山巷道群为支护工程实践,采用现场调查、实验室实验、理论分析、数值模拟及工业性试验相结合的方法,探讨巷道... 受邻近巷道或工作面回采影响,巷道群中单一巷道通常处于复杂应力环境中并呈现非对称变形特点。以皖北煤电公司刘桥一矿II66下山巷道群为支护工程实践,采用现场调查、实验室实验、理论分析、数值模拟及工业性试验相结合的方法,探讨巷道群非对称变形破坏机理,并针对各巷道提出相应优化支护方案。研究表明:1)巷道群中后掘进巷道打破了先掘巷道围岩应力平衡,应力重新分布,在达到新的平衡过程中,围岩变形加剧。2)巷道群围岩岩性软弱、强度低,煤样CT扫描发现存在较多光滑板状裂隙,基质被裂隙网络分割和包围。X射线衍射实验显示,轨道下山底板为弱膨胀性岩石。3)Ⅱ66采区最大水平主应力为31.87MPa,侧压系数1.5,非均匀系数1.61。巷道群最优布置方位角为N269°E或N197°E,实际走向与最大主应力方向夹角为71°,巷道断面承受较高水平应力作用。4)巷道群开拓延伸后,二次应力场在巷间围岩叠加,辅助下山呈非对称变形。4煤回采对巷道群没有影响,6煤西翼工作面回采致使各巷道顶板和右帮位移急剧增大,停采线距离应由60 m改为120 m。5)提出中空组合锚杆(索)分区注浆全断面控制对策,增加控底措施,并对应力集中及变形的始发部位加密支护,同时对U型钢棚进行结构补强。工程实践表明,优化后的支护方案使围岩变形得到有效控制,围岩完整程度显著提高。 展开更多
关键词 深井 软岩 下山巷道群 非对称变形 全断面支护
不同埋深条件下直墙拱顶巷道破裂的数值试验 预览
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作者 田志超 +1 位作者 刘业娇 李志兵 《中国矿业》 北大核心 2019年第2期91-96,共6页
为研究不同埋深条件下直墙拱顶巷道围岩破裂形态,采用RFPA2D软件进行了数值模拟试验。通过数值试验发现:不同埋深条件下的巷道围岩均从巷道的拱脚和墙角处最先发生破坏,且沿拱脚斜向下和沿墙角斜向上扩展,最终导致巷道两帮围岩破裂失稳... 为研究不同埋深条件下直墙拱顶巷道围岩破裂形态,采用RFPA2D软件进行了数值模拟试验。通过数值试验发现:不同埋深条件下的巷道围岩均从巷道的拱脚和墙角处最先发生破坏,且沿拱脚斜向下和沿墙角斜向上扩展,最终导致巷道两帮围岩破裂失稳;同时由于深部巷道围岩的荷载较大,破坏裂缝也从巷道两帮扩展到拱顶和底板。通过分析巷道围岩应变数据,发现围岩体内径向拉应变是造成巷道围岩破坏的主要原因。该数值试验结果与有关物理试验结果具有一致性,能进一步丰富深部岩体破裂方面的研究成果,更好地指导深部地下空间的开发和应用工作。 展开更多
关键词 埋深 直墙拱顶巷道 数值试验 RFPA2D软件 应力应变
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基于开挖技术的增强型地热系统EGS-E概念模型
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作者 赵坚 王思敬 《地热能》 2019年第3期10-12,共3页
地热资源作为一种高效、安全和清洁能源,具有巨大的开发潜力,其中的深部干热岩开发利用,有可能成为解决人类未来能源危机的重要途径。目前流行的干热岩采热方法是基于钻井技术的增强型地热系统。该系统尽管原理简单,但存在供热流量小、... 地热资源作为一种高效、安全和清洁能源,具有巨大的开发潜力,其中的深部干热岩开发利用,有可能成为解决人类未来能源危机的重要途径。目前流行的干热岩采热方法是基于钻井技术的增强型地热系统。该系统尽管原理简单,但存在供热流量小、水-岩换热通道短、冷热水介质受原岩污染严重,以及水力压裂技术消耗水资源、污染地下水环境等诸多弊端,使得该技术的商业推广存在难以突破的瓶颈。本文提出一种新的基于开挖技术的增强型地热系统,该方案充分发挥岩土工程开挖技术的诸多优势,通过钻爆制裂、开挖人造地下热湖和超大竖井通道,形成了具有“超大热源”、“超大热储”和“超大热流”三大特征的颠覆性深部干热岩开发方法。 展开更多
关键词 开挖技术 地热系统 增强型 概念模型 开发利用 水力压裂技术 地下水环境 干热岩
地面垂直钻孔预抽特厚煤层瓦斯数值试验与应用 被引量:1
9
作者 袁亮 刘业娇 +4 位作者 田志超 薛俊华 段昌瑞 张寒 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期370-378,共9页
为解决塔山煤矿高强度开采条件下瓦斯低含量、高涌出的问题,同时为了弥补大型物理实验和现场试验成本高、操作难的缺点,根据该矿8101工作面所属区域煤层的地质和瓦斯赋存条件,确定了数值试验方案,对地面垂直钻孔预抽特厚煤层瓦斯的效果... 为解决塔山煤矿高强度开采条件下瓦斯低含量、高涌出的问题,同时为了弥补大型物理实验和现场试验成本高、操作难的缺点,根据该矿8101工作面所属区域煤层的地质和瓦斯赋存条件,确定了数值试验方案,对地面垂直钻孔预抽特厚煤层瓦斯的效果进行优化分析。基于煤岩(体)的孔隙特征,构建了含瓦斯煤岩(体)破裂过程气-固耦合和渗透率-损伤耦合数学本构模型。采用RFPA2D瓦斯分析版软件建立地面钻孔抽放瓦斯的数值计算模型,设置有关简化条件、边界条件和物性参数,通过数值试验得出:地面垂直钻孔的终孔位置布置在煤层底部比较合理;在综合考虑地面垂直钻孔投入成本和瓦斯抽采效果的基础上,确定地面垂直钻孔间距为50~60 m比较合理。同时,由8101工作面地面垂直钻孔抽采煤层瓦斯的实际应用效果分析可知,当地面垂直钻孔的终孔位置布置在煤层底部,且钻孔间距布置为50m时,能够实现良好的瓦斯抽放效果,这也从一定程度上进一步验证了数值试验的合理性和可行性。 展开更多
关键词 地面垂直钻孔 含瓦斯煤层 数值试验 终孔位置 钻孔间距
基于开挖技术的增强型地热系统EGS-E概念模型
10
作者 赵坚 王思敬 《地热能》 2019年第1期17-19,共3页
地热资源作为一种高效、安全和清洁能源,具有巨大的开发潜力,其中的深部干热岩开发利用,有可能成为解决人类未来能源危机的重要途径。目前流行的干热岩采热方法是基于钻井技术的增强型地热系统。该系统尽管原理简单,但存在供热流量小、... 地热资源作为一种高效、安全和清洁能源,具有巨大的开发潜力,其中的深部干热岩开发利用,有可能成为解决人类未来能源危机的重要途径。目前流行的干热岩采热方法是基于钻井技术的增强型地热系统。该系统尽管原理简单,但存在供热流量小、水-岩换热通道短、冷热水介质受原岩污染严重,以及水力压裂技术消耗水资源、污染地下水环境等诸多弊端,使得该技术的商业推广存在难以突破的瓶颈。本文提出一种新的基于开挖技术的增强型地热系统,该方案充分发挥岩土工程开挖技术的诸多优势,通过钻爆制裂、开挖人造地下热湖和超大竖井通道,形成了具有“超大热源”、“超大热储”和“超大热流”三大特征的颠覆性深部干热岩开发方法。 展开更多
关键词 开挖技术 地热系统 增强型 概念模型 开发利用 水力压裂技术 地下水环境 干热岩
基于渐进微震损伤效应的蓄水期库岸稳定性分析 预览
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作者 刘兴宗 +1 位作者 李连崇 孙润 《人民长江》 北大核心 2019年第3期151-155,共5页
大岗山水电站自2014年12月开始蓄水,至2015年11月库区水位从975 m升至1 130 m。水电站右岸边坡地质条件复杂,发育有辉绿岩脉、卸荷裂隙带和断层等不良地质体,降低了岩体性状,使右岸边坡在蓄水期存在局部或整体失稳的风险。通过对右岸边... 大岗山水电站自2014年12月开始蓄水,至2015年11月库区水位从975 m升至1 130 m。水电站右岸边坡地质条件复杂,发育有辉绿岩脉、卸荷裂隙带和断层等不良地质体,降低了岩体性状,使右岸边坡在蓄水期存在局部或整体失稳的风险。通过对右岸边坡实施微震监测,获得了蓄水过程中右岸边坡微破裂的演化规律。结合微震监测信息,应用三维岩石真实破裂过程分析方法(RFPA3D-Centrifuge)计算蓄水期右岸边坡在渐进性微震损伤效应下安全系数随库水位升高的变化过程。经计算,边坡安全系数随库水位升高而降低,库水位升高对边坡稳定性有不利影响。最终安全系数为1.76,满足规范要求,说明蓄水过程中边坡处于稳定状态。 展开更多
关键词 边坡稳定 水库蓄水 微震监测 微震损伤效应 渐进性损伤 大岗山水电站
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低温诱发岩石破裂的理论与数值模拟研究 被引量:1
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作者 世斌 罗江 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第7期1596-1607,共12页
低温诱发岩石开裂在油气开发、地热开采、液化石油气储存等方面都有所涉及,低温液体引起的岩石破裂值得关注。针对这一问题,首先运用热弹性理论获得平板模型单面遭受冷冲击时,其内部温度和应力演化的理论解。运用理论公式研究温度的传... 低温诱发岩石开裂在油气开发、地热开采、液化石油气储存等方面都有所涉及,低温液体引起的岩石破裂值得关注。针对这一问题,首先运用热弹性理论获得平板模型单面遭受冷冲击时,其内部温度和应力演化的理论解。运用理论公式研究温度的传导规律和应力的演化特征,并分析换热系数对降温速率和拉应力增加速率的影响作用。结果表明,平板模型表面遭受冷冲击时,冲击边沿处温度先急剧降低,然后逐渐减缓,并最终达到与环境相同的温度;拉应力也先急剧升高而后逐渐降低,并最终降低至0。此外,为了重现冷冲击作用下岩石的破裂过程,揭示冷冲击参数对岩石低温下的破裂机制和特征,运用数值模拟方法研究岩石承受降温冲击作用下的裂纹扩展过程,分析换热系数对岩石温度和最小主应力分布的影响作用,并对不同换热系数条件下岩石产生的裂纹数量进行定量分析。数值模拟结果表明,增大换热系数不仅提高了换热边界的拉应力,使岩石更易于开裂,同时也增加了产生的裂纹数量和扩大了裂纹区的范围,有利于提高低渗透油气藏的渗透性。 展开更多
关键词 岩石力学 低温开裂 岩石破裂 数值模拟 裂纹扩展
防患于未然——重大岩体工程灾害模拟及预警
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作者 张友良 +3 位作者 梁正召 世斌 周钟 王苏健 《科技纵览》 2018年第4期65-67,共3页
近年来,我国国民经济高速发展,国民经济建设中的重大岩体工程越来越趋向大型化、综合化和复杂化。一大批已建、在建和拟建的大型水电工程、矿山工程与交通工程,普遍面临复杂、多变和极端载荷条件下施工和运营安全问题的挑战。许多重... 近年来,我国国民经济高速发展,国民经济建设中的重大岩体工程越来越趋向大型化、综合化和复杂化。一大批已建、在建和拟建的大型水电工程、矿山工程与交通工程,普遍面临复杂、多变和极端载荷条件下施工和运营安全问题的挑战。许多重大岩体工程的地质环境复杂、规模大、服役时间长、安全标准高,设计、施工和运行的难度世界罕见。 展开更多
关键词 岩体工程 工程灾害 国民经济建设 预警 模拟 大型水电工程 交通工程 矿山工程
基于微震监测的大岗山水电站高拱坝廊道裂缝形成原因研究
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作者 马克 庄端阳 +2 位作者 金峰 世斌 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第7期1608-1617,共10页
针对大岗山水电站高拱坝廊道顶拱在蓄水前出现了多条深层裂缝的现象,通过构建的高拱坝微震监测系统,对蓄水前后979 m高程交通廊道、940 m高程基础廊道和937 m高程排水廊道产生的微破裂信息进行分析,再现混凝土拱坝廊道裂缝产生的演化过... 针对大岗山水电站高拱坝廊道顶拱在蓄水前出现了多条深层裂缝的现象,通过构建的高拱坝微震监测系统,对蓄水前后979 m高程交通廊道、940 m高程基础廊道和937 m高程排水廊道产生的微破裂信息进行分析,再现混凝土拱坝廊道裂缝产生的演化过程,研究廊道裂缝形成的真正原因。结果表明:大岗山高拱坝廊道微震活动性与坝前库水位具有明显的相关性。蓄水前,大岗山高拱坝坝踵区廊道顶拱微震活动性较强,超过廊道顶拱开裂阈值,诱发顶拱产生横河向裂缝。蓄水后,随着库水位的升高,坝踵区廊道裂缝趋于稳定,而坝趾区廊道呈现开裂的趋势。揭示大岗山水电站蓄水过程中,拱坝廊道开裂有由坝踵向坝趾转移的趋势。建议蓄水期阶段应密切关注拱坝坝趾区混凝土的损伤情况。 展开更多
关键词 水利工程 高拱坝 微震监测 廊道裂缝 微震识别 裂缝演化
微震监测技术在煤矿底板突水预警中的应用 预览
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作者 王悦 于水 +2 位作者 王苏健 黄克军 《煤炭科学技术》 北大核心 2018年第8期68-73,共6页
为采用微震监测技术预警煤矿底板突水,以董家河煤矿22517工作面开采过程为背景,采用微震监测技术构建了适应现场水文地质条件的微震监测系统,对董家河煤矿22517工作面底板进行了监测。监测结果表明:董家河煤矿22517工作面底板的总体趋... 为采用微震监测技术预警煤矿底板突水,以董家河煤矿22517工作面开采过程为背景,采用微震监测技术构建了适应现场水文地质条件的微震监测系统,对董家河煤矿22517工作面底板进行了监测。监测结果表明:董家河煤矿22517工作面底板的总体趋势趋于稳定,底板微震事件主要分布于3个区域,分别为构造影响微震区、采动影响微震区和滞后微震区;底板微震事件绝大部分集中在12 m以内的范围,但存在2个异常区,且异常区Ⅰ已形成底板导水通道,底板出水点可能位于工作面前50 m至后30 m的区域。通过对微震监测结果结合地质钻孔柱状综合分析确定底板破坏深度为11.22 m,理论计算与钻孔声波测试结果与微震监测结果分别相差0.32 m与0.42 m。 展开更多
关键词 底板突水 微震监测 底板破坏深度 微震事件
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爆炸应力波作用下岩体破碎特性数值模拟分析 预览
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作者 廖志毅 《水利与建筑工程学报》 2018年第3期98-102,107共6页
孔内爆破作为一种常用的破岩手段,广泛的用于岩体工程中。充分认识岩体的破碎特征是岩体工程中高效破岩的基础。通过采用RFPA-(2D-Dynamic)数值分析软件,建立岩体孔内爆破数值模型,分析岩体在爆炸应力波作用下的破碎特征。数值模拟结... 孔内爆破作为一种常用的破岩手段,广泛的用于岩体工程中。充分认识岩体的破碎特征是岩体工程中高效破岩的基础。通过采用RFPA-(2D-Dynamic)数值分析软件,建立岩体孔内爆破数值模型,分析岩体在爆炸应力波作用下的破碎特征。数值模拟结果表明,随着爆炸应力波峰值的增大,裂纹扩展距离随之增加。细观非均匀程度越大的岩体,在爆炸应力波的作用下,离散的破坏越多,萌生裂纹的数量越少,裂纹传播距离也越短。另外,岩石节理对爆炸应力波的削弱作用随着节理间距的增加呈现先增加后减小的特征。同时,节理的存在极大程度上削弱了岩体的破坏程度。 展开更多
关键词 孔内爆破 爆炸应力波 节理岩体 非均匀性 数值模拟
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钻孔间距对岩石静态破碎效果影响的数值模拟研究 预览
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作者 郝大宽 《绍兴文理学院学报》 2018年第8期58-64,共7页
运用岩石破裂系统RFPA2D,基于静态破碎膨胀力增长曲线,模拟不同间距条件下双孔模型的破裂过程,探究不同钻孔间距在静态破碎作用下的岩石破裂贯通过程的声发射规律、钻孔间应力分布变化,研究不同间距钻孔之间裂纹生长、发育和破裂机制.... 运用岩石破裂系统RFPA2D,基于静态破碎膨胀力增长曲线,模拟不同间距条件下双孔模型的破裂过程,探究不同钻孔间距在静态破碎作用下的岩石破裂贯通过程的声发射规律、钻孔间应力分布变化,研究不同间距钻孔之间裂纹生长、发育和破裂机制.研究结果表明:岩石破裂阶段产生少量的声发射事件,声发射累计能量较多,而裂纹贯通阶段正好相反;随着预制孔间距的加大,开裂破碎需要更多的载荷步,裂纹贯通阶段的声发射数量分布趋于平缓,同时裂纹发展方向不再沿着最短路径延伸且会产生较多的岩石碎块,运用孔间最小主应力曲线对裂纹扩展过程进行解释,以为不同工程条件下合理布置岩石钻孔提供新的研究方法和途径. 展开更多
关键词 岩石 静态破碎 裂纹扩展 钻孔间距 声发射
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基于DDD离心加载法的黑山铁矿西帮边坡稳定性研究 预览
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作者 刘欣欣 +1 位作者 龚斌 于庆磊 《工程力学》 CSCD 北大核心 2018年第1期191-200,共10页
非连续变形与位移分析方法(DDD)是一种新的岩石破坏全过程分析方法,该方法有效的结合了RFPA有限元方法及非连续变形分析fDDA)方法的优势,解决了有限元不能很好地进行大位移动态分析及DDA不能模拟岩石中新破裂的萌生、扩展过程的问... 非连续变形与位移分析方法(DDD)是一种新的岩石破坏全过程分析方法,该方法有效的结合了RFPA有限元方法及非连续变形分析fDDA)方法的优势,解决了有限元不能很好地进行大位移动态分析及DDA不能模拟岩石中新破裂的萌生、扩展过程的问题,真实再现了边坡由细观裂纹的演化直至宏观破坏的全过程。在原有的DDD方法的基础上,结合了传统的离心加载试验机理,形成了全新的DDD离心加载法。该方法不仅保存了DDD方法原有的计算特点,且实现了不用预先假定滑移面而是通过计算得出其滑移失稳面,更加符合工程实际。基于改进的DDD离心加载法,结合黑山铁矿西帮边坡给出的剖面及要进行崩落开采的实际工况,建立了二维的含有采空区的边坡稳定性分析模型。模拟了在有无锚索作用下的含有采空区边坡的滑移机理并进行了对比分析,分别分析了有无锚索作用下的含有采空区边坡由细观裂纹的演化直至宏观破坏的剪应力变化过程、安全系数、竖向及水平位移矢量的变化。结果表明:采空区外凸棱角区是边坡应力集中的关键点,边坡的失稳破坏过程有明显的张拉作用,与实际提供的工况现场取得了较好的一致性。锚索虽将断层以上坡体应力集中形态有效分散提高了边坡的安全系数、使得各向位移矢量的变化明显减小,但黑山西帮边坡仍然存在潜在滑移的可能,仍需后续的继续观测。 展开更多
关键词 边坡稳定性 黑山铁矿 DDD离心加载法 DDD 锚索
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恒阻锚杆支护机理数值分析
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作者 陈峰 +2 位作者 孙晓明 马天辉 杜艳红 《岩土工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第12期2281-2288,共8页
为了研究恒阻锚杆的拉伸力学性能,采用RFPA软件对恒阻锚杆进行拉伸数值试验,试验结果表明,恒阻锚杆拉伸断裂后塑性应变最大值是弹性应变最大值的12倍,并且在塑性变形过程中应力值在28.01~38.71MPa范围内波动,且波动较为稳定,数值试验结... 为了研究恒阻锚杆的拉伸力学性能,采用RFPA软件对恒阻锚杆进行拉伸数值试验,试验结果表明,恒阻锚杆拉伸断裂后塑性应变最大值是弹性应变最大值的12倍,并且在塑性变形过程中应力值在28.01~38.71MPa范围内波动,且波动较为稳定,数值试验结果与何满潮院士室内试验结果吻合度较高,验证了数值试验方法的准确性和可靠性。以此为依据,进一步采用数值试验方法研究荷载作用下恒阻锚杆和围岩相互作用原理,分析锚固岩体的受力特征和变形破坏特征,并对比分析传统锚杆和恒阻锚杆的支护效果,通过对比分析可知,恒阻锚杆的支护效果优于传统锚杆,为易发生大变形破坏的软岩及冲击地压控制提供了有效途径。 展开更多
关键词 支护机理 恒阻锚杆 RFPA 数值试验
节理岩体损伤破裂中的渗透性演化与能量耗散
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作者 杨韬 梁正召 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期622-628,共7页
根据损伤力学和统计强度理论,在真实破坏分析方法(RFPA)的基础上建立了损伤过程渗透模型,基于离散裂隙网络(DFN)模型生成随机正交节理岩体数值试样,对岩体损伤-渗流-能量耗散的完整过程以及渗流通道的形成变化进行了精细模拟。数值... 根据损伤力学和统计强度理论,在真实破坏分析方法(RFPA)的基础上建立了损伤过程渗透模型,基于离散裂隙网络(DFN)模型生成随机正交节理岩体数值试样,对岩体损伤-渗流-能量耗散的完整过程以及渗流通道的形成变化进行了精细模拟。数值试验表明,节理岩体在峰后软化和残余变形阶段依然存在大量的新生裂隙持续发育,同时也伴随能量的不断耗散。渗透性的激增显著滞后于峰值荷载,往往在峰后数倍峰值应变处才形成贯穿岩体的完整渗流通道,渗透性瞬间阶跃到极大值。利用渗流的滞后性,可以通过微震监测手段对矿山突水灾害进行有效的监控预警,在张马屯铁矿地下防水帷幕突水预警的工程实践中取得了良好效果。 展开更多
关键词 节理岩体 破坏分析 渗流滞后性 声发射 有限元
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