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基于薄板弯曲变形理论的煤矿立井次生地压与竖向附加力理论解
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作者 薛维培 程桦 +3 位作者 姚直书 荣传新 来旺 涂敏 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期131-139,共9页
基于表土沉降引发的煤矿立井次生地压与竖向附加力对深厚表土层中井壁结构设计的重要性,采用微元法将井筒周围表土划分成若干以井筒中心线为对称轴的薄板单元,利用轴对称薄板弯曲变形理论和土的基本力学性质建立微分方程,以临涣主井为... 基于表土沉降引发的煤矿立井次生地压与竖向附加力对深厚表土层中井壁结构设计的重要性,采用微元法将井筒周围表土划分成若干以井筒中心线为对称轴的薄板单元,利用轴对称薄板弯曲变形理论和土的基本力学性质建立微分方程,以临涣主井为研究对象并借助井壁应力实测数据,对立井次生地压与竖向附加力的分布规律进行研究,得到相应的理论解。结果表明:理论与实践相结合获得的次生地压和竖向附加力分布规律与实际情况吻合度高,能够满足临涣主井与井田区域内的其他6个破裂井筒强度验算要求。次生地压与竖向附加力理论解的科学性得到很好的检验。 展开更多
关键词 次生地压 竖向附加力 表土沉降 煤矿立井 微元法 薄板单元
SHPB试验中高低温作用后深部砂岩破碎程度与能量耗散关系分析 预览
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作者 张蓉蓉 来旺 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2018年第7期1884-1892,共9页
利用φ50 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,研究了在常温下对经历-15-1 000℃温度处理后砂岩的动态破坏特性,得到了入射波能量、吸收能量、比能量吸收值、碎屑的质量分形维数与平均破碎块度之间的关系,分析了深部砂岩在破坏过程中温... 利用φ50 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,研究了在常温下对经历-15-1 000℃温度处理后砂岩的动态破坏特性,得到了入射波能量、吸收能量、比能量吸收值、碎屑的质量分形维数与平均破碎块度之间的关系,分析了深部砂岩在破坏过程中温度对破坏程度和能量耗散的影响。结果表明,温度对岩石的破碎程度和能量耗散的影响十分显著。以20℃(室温)为分界点,碎屑的质量分形维数和平均破碎块度随温度变化趋势一致,-15-20℃随温度的上升而逐渐增大,20-1 000℃随温度的上升而逐渐减小。入射波能量、吸收能量和比能量吸收值随温度变化趋势一致,-15-20℃时,以-5℃为分界点,-5℃以下随温度升高逐渐增大,-5℃以上随温度升高逐渐减小;20-1 000℃时,以400℃为分界点,400℃以下随温度升高逐渐增大,400℃以上随温度升高逐渐减小。 展开更多
关键词 SHPB 高低温 吸收能量 比能量吸收值 碎屑的质量分形维数 平均破碎块度 应变率
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矿山巷道支护理论与技术现状浅析 预览
3
作者 来旺 《煤矿支护》 2018年第4期2-8,共7页
文章针对目前我国各大煤炭矿区巷道、硐室支护方面存在的问题给出了基础理论及技术方面的一定深度的剖析.列举了煤岩巷道变形的一系列特征,明确了支护理论中围岩应变软化模型的错误所在,剖析了围岩变形分区理论中的不合理之处,深挖了支... 文章针对目前我国各大煤炭矿区巷道、硐室支护方面存在的问题给出了基础理论及技术方面的一定深度的剖析.列举了煤岩巷道变形的一系列特征,明确了支护理论中围岩应变软化模型的错误所在,剖析了围岩变形分区理论中的不合理之处,深挖了支护技术方面存在问题的根源.另外,就把握支护技术需要具备的基本点给出了具体的内容.文章理论联系实际,所述观点对改变目前我国深井煤矿支护不合理的状况具有重要的指导性作用. 展开更多
关键词 矿山巷道 支护理论 支护技术 现状
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有无内支撑式型钢拱架在偏压隧道中的对比应用
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作者 朱先龙 周建 +1 位作者 来旺 叶金胜 《煤炭技术》 2018年第9期47-49,共3页
针对浅埋偏压隧道初支围岩压力不均,型钢拱架作为常用的初支方式容易产生局部失稳破坏的现象,通过在某隧道FK45+500和FK45+600两断面分别安装无内支撑式型钢拱架和内支撑式型钢拱架,在各测点布置测试元件,对两断面的围岩压力、位移以... 针对浅埋偏压隧道初支围岩压力不均,型钢拱架作为常用的初支方式容易产生局部失稳破坏的现象,通过在某隧道FK45+500和FK45+600两断面分别安装无内支撑式型钢拱架和内支撑式型钢拱架,在各测点布置测试元件,对两断面的围岩压力、位移以及拱架的结构内力进行监测分析。 展开更多
关键词 浅埋偏压隧道 型钢拱架 内支撑 监测分析
岩体剪胀对巷道围岩塑性区位移的影响分析
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作者 叶金胜 来旺 +2 位作者 崔磊 周建 陈思羽 《煤矿安全》 北大核心 2018年第5期194-197,共4页
为研究巷道围岩塑性区的力学性质,考虑岩体剪胀特性及巷道塑性区的弹性变形,采用H-B准则和非关联的流动准则对圆形巷道进行理论分析,通过在弹塑性交界处的应力连续条件,得到了塑性区半径和位移的H-B新解;结合算例分析了剪胀特性对围岩... 为研究巷道围岩塑性区的力学性质,考虑岩体剪胀特性及巷道塑性区的弹性变形,采用H-B准则和非关联的流动准则对圆形巷道进行理论分析,通过在弹塑性交界处的应力连续条件,得到了塑性区半径和位移的H-B新解;结合算例分析了剪胀特性对围岩塑性区位移的影响,并与M-C准则解作对比。分析结果表明:岩体剪胀系数越小,M-C与H-B准则计算出的塑性区位移吻合度越好;随着剪胀系数的增大,吻合度下降,围岩塑性区的位移也会增大,在弹塑性交界处,文中H-B准则解在不同剪胀系数条件下塑性区位移相等,而M-C准则解不等,理论上证明了本文解的准确性。 展开更多
关键词 Hoek-Brown屈服准则 岩体剪胀 弹性变形 塑性区位移 围岩
内撑式可缩性U型钢支架在巷道支护中的应用
6
作者 周建 张朋朋 +1 位作者 来旺 叶金胜 《煤矿安全》 北大核心 2018年第1期157-159,163共4页
针对软岩巷道中U型钢支架失稳破坏问题,运用力法原理对有无内撑式可缩性U型钢支架的轴力和弯矩进行理论计算;结合工程现场考察,提出了"内撑式可缩性U型钢支架+锚网索"的联合支护方案。结果表明:巷道两帮最大移近量为40.90 mm左右,... 针对软岩巷道中U型钢支架失稳破坏问题,运用力法原理对有无内撑式可缩性U型钢支架的轴力和弯矩进行理论计算;结合工程现场考察,提出了"内撑式可缩性U型钢支架+锚网索"的联合支护方案。结果表明:巷道两帮最大移近量为40.90 mm左右,顶底最大移近量为62.45 mm左右,支架变形不超过15 mm,工程应用效果较好。 展开更多
关键词 支架失稳 力法原理 内撑式 移近量 巷道变形 可缩性U型钢支架
锚杆长度对承压环力学影响与经济效益分析
7
作者 周建 来旺 +1 位作者 张朋朋 叶金胜 《煤矿安全》 北大核心 2018年第6期184-186,194共4页
针对软岩巷道断面大、地应力高等特点造成巷道支护困难问题,提出了钢管混凝土支架+钢钎维混凝土碹体+锚杆为主的承压环支护方式。在满足巷道支护力学要求的前提下,根据工程实例,对不同长度锚杆的承压环进行位移监测分析,并对锚杆的经... 针对软岩巷道断面大、地应力高等特点造成巷道支护困难问题,提出了钢管混凝土支架+钢钎维混凝土碹体+锚杆为主的承压环支护方式。在满足巷道支护力学要求的前提下,根据工程实例,对不同长度锚杆的承压环进行位移监测分析,并对锚杆的经济性进行评价。结果表明:两帮最大移近量为76.3 mm,顶底最大移近量为94.7 mm,锚杆越长,围岩变形量越小,支护效果越好;巷道每支护100 m,1.8 m长的锚杆比2.7 m长的锚杆节约成本超过4万元。因此,选择合适长度的锚杆具有良好的经济效益。 展开更多
关键词 承压环 监测分析 经济性 移近量 软岩巷道 巷道支护
富水软岩巷道复合支护技术与监测分析
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作者 来旺 陈思羽 《煤矿安全》 北大核心 2018年第8期231-233,238共4页
针对淮北某矿富水的软岩巷道因含水量较多而产生变形破坏的问题,根据巷道围岩的理论弹塑性,提出1种"两层钢筋网夹混凝土喷层+锚杆(索)注浆"的高效复合式支护方案。并阐述了该复合支护之间相互作用的力学机理。结合在实际矿区的监... 针对淮北某矿富水的软岩巷道因含水量较多而产生变形破坏的问题,根据巷道围岩的理论弹塑性,提出1种"两层钢筋网夹混凝土喷层+锚杆(索)注浆"的高效复合式支护方案。并阐述了该复合支护之间相互作用的力学机理。结合在实际矿区的监测数据,得出该种复合支护方式能够有效抑制巷道围岩的变形问题。 展开更多
关键词 富水软岩 弹塑性 复合支护 监测分析 变形破坏
考虑空间和锚固效应的硐室围岩弹塑性分析 预览
9
作者 周建 来旺 +1 位作者 叶金胜 陈思羽 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2018年第8期2173-2179,共7页
为研究圆形硐室围岩在开挖-支护过程中的力学机制,根据围岩力学特征将围岩划分为弹性区、软化区及残余区,考虑围岩软化、扩容和空间、锚固效应,引入软化模量、扩容系数和剪胀角,推出了围岩弹塑性区应力、位移和范围的解析表达式。通过... 为研究圆形硐室围岩在开挖-支护过程中的力学机制,根据围岩力学特征将围岩划分为弹性区、软化区及残余区,考虑围岩软化、扩容和空间、锚固效应,引入软化模量、扩容系数和剪胀角,推出了围岩弹塑性区应力、位移和范围的解析表达式。通过算例分析了不同因素对塑性区范围、应力和硐室周边位移的影响。结果表明:对于软化模量较大的围岩,锚固效应可有效地减小塑性区半径和位移;而考虑空间效应时,当开挖面到计算面的距离x值越小,围岩应力、位移越大,当x值大于10 m时,空间效应基本失效;锚固残余区扩容系数h3对硐室周边位移的影响大于锚固软化区扩容系数h2;根据不同长度锚杆支护下的硐室周边位移为支护结构围岩预留变形量设计提供了参考。 展开更多
关键词 开挖-支护 空间效应 锚固效应 周边位移
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《弹塑性力学》硕士课程内容的优化设计 预览
10
作者 来旺 卢小雨 《内江科技》 2018年第11期40-41,共2页
本文以长期以来国内硕士研究生弹塑性力学课程内容为研究对象,以安徽理工大学土木工程、采矿工程、弹爆工程专业硕士研究生教学为研究背景,对目前该领域的教材进行了深入地研究。从国内大多数高校工科研究生力学知识的状况、目前教材编... 本文以长期以来国内硕士研究生弹塑性力学课程内容为研究对象,以安徽理工大学土木工程、采矿工程、弹爆工程专业硕士研究生教学为研究背景,对目前该领域的教材进行了深入地研究。从国内大多数高校工科研究生力学知识的状况、目前教材编写的思路、目前教材内容特征等提出了一系列优化建议,相应的做法在我校《弹塑性力学》硕士课程的教学中产生了很好的效果。目前很多普通高校新入学的工科研究生中的70左右的学生在本科阶段无《弹性力学》和《塑性力学》基础。 展开更多
关键词 硕士研究生 弹塑性力学 课程内容 优化设计 研究生教学 安徽理工大学 教材编写 《弹性力学》
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弹性力学中平衡微分方程推导方法的一点小改进 预览 被引量:1
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作者 卢小雨 罗吉安 +1 位作者 董春亮 来旺 《内江科技》 2017年第6期88-88,56共2页
许多《弹性力学》教材在应用泰勒公式推导平衡微分方程的过程中表述不够清楚,让学生感到困惑。本文明确了泰勒公式展开点,对平衡微分方程进行了重新推导。
关键词 平衡微分方程 《弹性力学》 推导方法 泰勒公式 公式推导
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钢管再生混凝土支架在巷道支护中的应用 被引量:1
12
作者 周建 来旺 叶金胜 《煤炭技术》 北大核心 2017年第9期271-273,共3页
针对软岩巷道围岩变形量大、支护困难、围岩具有膨胀性等特点,采用理论计算与现场实测相结合的方法。首先较为准确地计算了巷道所需支护反力;其次考虑到节约资源和经济性,设计了钢管再生混凝土支护为主、金属网支护和混凝喷层支护为辅... 针对软岩巷道围岩变形量大、支护困难、围岩具有膨胀性等特点,采用理论计算与现场实测相结合的方法。首先较为准确地计算了巷道所需支护反力;其次考虑到节约资源和经济性,设计了钢管再生混凝土支护为主、金属网支护和混凝喷层支护为辅的支护方案;最后对粗骨料替代率为0、20%、40%、60%、80%、100%的钢管再生混凝土支架进行监测分析。 展开更多
关键词 支护反力 粗骨料替代率 变形量
PAN基碳纤维混凝土喷层力学性能试验研究 被引量:1
13
作者 来旺 刘洋 姚文杰 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2017年第4期4-6,共3页
通过对不同纤维掺量和水灰比混凝土试件进行力学性能正交试验。利用直观分析法、极差分析法和方差分析法,分析了不同碳纤维掺量、不同水灰比对混凝土力学性能的影响,结果表明纤维掺量和水灰比均对抗压强度和劈拉强度具有重要影响,其... 通过对不同纤维掺量和水灰比混凝土试件进行力学性能正交试验。利用直观分析法、极差分析法和方差分析法,分析了不同碳纤维掺量、不同水灰比对混凝土力学性能的影响,结果表明纤维掺量和水灰比均对抗压强度和劈拉强度具有重要影响,其中抗压强度受水灰比影响更大,劈拉强度受纤维掺量影响更大。结合理论分析得出恰当配合比混凝土,能够满足巷道喷层支护要求。 展开更多
关键词 碳纤维 混凝土 力学性能 直观分析 极差分析 方差分析
锚喷支护数值模拟和参数优化
14
作者 来旺 周俊 《煤炭技术》 北大核心 2017年第5期6-7,共2页
采用Abaqus有限元软件模拟了不同锚杆长度、直径、角度和间距等不同锚喷支护参数条件下的支护效果,并采用正交试验设计法得出了支护效果的计算结果。采用直观分析法、极差分析法和层次分析法等深入分析了锚杆长度、直径、角度和间距对... 采用Abaqus有限元软件模拟了不同锚杆长度、直径、角度和间距等不同锚喷支护参数条件下的支护效果,并采用正交试验设计法得出了支护效果的计算结果。采用直观分析法、极差分析法和层次分析法等深入分析了锚杆长度、直径、角度和间距对支护效果的影响。 展开更多
关键词 锚喷支护 极差分析法 层次分析法
破碎围岩巷道“短锚+轻架”支护技术研究 被引量:5
15
作者 来旺 王青成 +1 位作者 姚文杰 李志伟 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2017年第3期6-8,共3页
针对松散煤层、破碎顶板回采巷道易冒落、难支护等特点,提出了一种主动支护与被动支护相结合的联合支护方式,即“短锚+轻架”组合支护结构。该结构最显著的特点是充分挖掘各种支护材料之间、支护材料与破碎煤岩之间的“相互增强”作... 针对松散煤层、破碎顶板回采巷道易冒落、难支护等特点,提出了一种主动支护与被动支护相结合的联合支护方式,即“短锚+轻架”组合支护结构。该结构最显著的特点是充分挖掘各种支护材料之间、支护材料与破碎煤岩之间的“相互增强”作用。该支护技术在淮北矿业股份有限公司杨庄煤矿4513工作面回采巷道得到了很好应用,取得了显著效果。 展开更多
关键词 松散煤层 短锚+轻架 破碎顶板
破碎围岩巷道联合支护技术与监测分析 被引量:2
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作者 叶金胜 来旺 +2 位作者 王青成 姚文杰 周建 《煤炭技术》 北大核心 2017年第6期108-110,共3页
针对淮北矿区破碎围岩巷道出现的变形破坏问题,提出了一种主动支护与被动支护相结合的联合支护方式,分析了该联合支护方式的力学机理、支护条件下的弹塑性。根据现场监测,顶板冒落、帮部脱落、变形严重等问题得到彻底解决,围岩整体稳定... 针对淮北矿区破碎围岩巷道出现的变形破坏问题,提出了一种主动支护与被动支护相结合的联合支护方式,分析了该联合支护方式的力学机理、支护条件下的弹塑性。根据现场监测,顶板冒落、帮部脱落、变形严重等问题得到彻底解决,围岩整体稳定性得到显著加强。 展开更多
关键词 破碎围岩 联合支护 弹塑性
圆形巷道原岩应力对塑性区的影响规律研究 预览 被引量:1
17
作者 来旺 周建 叶金胜 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第15期126-130,共5页
为研究塑性区围岩应力与原岩应力的关系,将巷道围岩分成塑性残余区、塑性软化区和弹性区,基于Mohr-Coulomb强度准则,考虑扩容和软化特性,计算出了塑性区应力和半径的解析式。通过算例分析了原岩应力对塑性区应力、应变和软化模量的影响... 为研究塑性区围岩应力与原岩应力的关系,将巷道围岩分成塑性残余区、塑性软化区和弹性区,基于Mohr-Coulomb强度准则,考虑扩容和软化特性,计算出了塑性区应力和半径的解析式。通过算例分析了原岩应力对塑性区应力、应变和软化模量的影响。分析结果表明:原岩应力越大,软化区和残余区的范围越大;软化区某点应力减小,而残余区应力几乎不变;原岩应力对软化模量的影响与支护阻力相比小得多;塑性区的径向应变增长速度较环向应变快。研究成果为圆形巷道围岩稳定性和支护设计提供一定的理论依据。 展开更多
关键词 原岩应力 Mohr-Coulomb强度准则 扩容 塑性区应力
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基于ABAQUS梯形支护结构的优化
18
作者 来旺 曹文涛 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2017年第1期12-14,共3页
为研究梯形支护结构在不同侧压比情况下的最佳岔角,实现棚架承载力的最大发挥,运用ABAQUS数值模拟软件对梯形金属支架支护结构在不同侧压比情况下的承载能力进行了对比分析,对固定载荷情况下不同岔角的梯形棚架结构的承载能力也进行... 为研究梯形支护结构在不同侧压比情况下的最佳岔角,实现棚架承载力的最大发挥,运用ABAQUS数值模拟软件对梯形金属支架支护结构在不同侧压比情况下的承载能力进行了对比分析,对固定载荷情况下不同岔角的梯形棚架结构的承载能力也进行了对比分析。 展开更多
关键词 梯形支护 巷道 侧压比
基于广义Hoek-Brown屈服准则的圆形巷道围岩弹塑性力学分析 预览 被引量:3
19
作者 来旺 叶金胜 周建 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第14期277-280,共4页
考虑不同巷道埋深对支护压力的影响,采用广义Hoek-Brown屈服准则对圆形巷道围岩进行弹塑性力学分析。利用在弹塑交界处应力连续的条件及巷道周边的应力边界条件,得到了塑性区的应力和巷道的支护压力与原岩应力之间的解析式。研究表明:... 考虑不同巷道埋深对支护压力的影响,采用广义Hoek-Brown屈服准则对圆形巷道围岩进行弹塑性力学分析。利用在弹塑交界处应力连续的条件及巷道周边的应力边界条件,得到了塑性区的应力和巷道的支护压力与原岩应力之间的解析式。研究表明:塑性区的应力和巷道的支护压力不仅与本身的力学特性有关,而且还与原岩应力有关;并针对质量较差的软岩,分析了在不同支护压力条件下巷道所能承受的最大原岩应力及其所对应的最大的埋深。分析结果表明:支护压力与原岩应力及其所对应的巷道埋深存在明显的线性关系。 展开更多
关键词 Hoek-Brown屈服准则 弹塑性分析 原岩应力 支护力
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原岩应力对圆形硐室围岩塑性区的影响分析 被引量:1
20
作者 叶金胜 来旺 +2 位作者 朱玉飞 陈思羽 周建 《煤矿安全》 北大核心 2017年第9期204-207,共4页
为了探究原岩应力对塑性区应力的影响,采用SMP(Spatially Mobilized Plane)屈服准则对轴对称的圆形硐室进行理论分析,利用硐室周边和硐室围岩弹塑性交界处的应力边界条件,分别得到了塑性区的应力和硐室的支护力与原岩应力的关系式;研... 为了探究原岩应力对塑性区应力的影响,采用SMP(Spatially Mobilized Plane)屈服准则对轴对称的圆形硐室进行理论分析,利用硐室周边和硐室围岩弹塑性交界处的应力边界条件,分别得到了塑性区的应力和硐室的支护力与原岩应力的关系式;研究表明,硐室围岩塑性区的应力和硐室支护力不仅仅与围岩的力学性质有关而且还与原岩应力有关。通过算例分析了原岩应力对塑性区的应力和硐室支护力的影响,分析结果表明:塑性区的应力会随着原岩应力的增大而增大,并且在不同深度处,沿着硐室围岩深部逐渐增大,并且塑性区的应力和支护力均与原岩应力存在明显的线性关系。 展开更多
关键词 SMP(Spatially Mobilized Plane)屈服准则 原岩应力 圆形硐室 塑性区应力 支护力
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