膨胀性软岩水腐蚀损伤断裂力学效应实验研究

采用INSTRON1342电液材料伺服试验机和Taylor Horbson Surf CLI2000形貌仪对膨胀性软岩双扭试件进行相同pH溶液(pH=7.7)、不同浸泡时间的亚临界裂纹扩展和膨胀特性的试验研究,分别得到膨胀性软岩亚临界裂纹扩展速度v与应力强度因子KI之间的关系、膨胀性软岩的断裂韧度KIC以及不同浸泡时间下的岩石试样吸水膨胀的变化,通过采用双对数坐标空间对常位移松弛法所测试的不同浸泡时间的膨胀性软岩亚临界裂纹扩展速度v与应力强度因子KI之间的关系进行研究。研究结果表明：lgKI-lgv关系具有良好的线性相关性,膨胀性软岩水腐蚀作用对岩石裂纹的断裂指标影响显著并具有时间效应,而且水腐蚀损伤对膨胀性软岩断裂力学性质有弱化作用,能加快膨胀性软岩亚临界裂纹的扩展。     

高粘性铝土矿流动性及助流技术研究

利用力学理论、室内放矿模拟实验及数值分析，研究了高粘性铝土矿在矿仓内矿石结拱堵塞的机理、影响矿仓内矿石流动性的主要因素。研究表明：矿石含水量、漏斗壁面摩擦系数及装矿量为影响矿石在矿仓内流动性的主要因素。根据研究结果，提出了一种新的矿仓助流技术。经现场工业试验研究表明：该助流技术能有效解决高粘性铝土矿在矿仓内结拱堵塞的问题.     

一种新的矿山破碎站成品矿仓振动助流器的研制及应用

基于中铝河南分公司下属的洛阳铝矿和巩义铝矿矿石粉粒含量高,矿石在仓内积压后很容易黏仓、起拱、卡斗,导致仓内矿石难以从漏斗口流出,给矿石装车外运带来严重影响等问题,通过现场取样,室内模拟试验,发现水的质量分数和仓壁摩擦因素对矿石流动性影响很大。以室内实验为依据,结合振动助流理论基本原理,在混凝土插入式振动器基础上,研制仓内悬垂式振动助流器,并将其振动棒直接插入仓内矿石流动性最差的死角部位,从而优化仓内矿石流动性;采用PFC2D软件进行数值模拟。研究结果表明:仓内悬垂式振动助流器对于底部和侧面放矿不仅具有很好的助流效果,而且大大降低了矿石对仓壁的动态侧压力;底部放矿现场工业试验证明该助流器在现场应用具有可行性。     

岩石亚临界裂纹扩展及其应用研究

 亚临界裂纹扩展是岩体工程破坏时间效应的原因之一。应力腐蚀机制能很好地说明亚临界裂纹的扩展,其中适合岩石材料的应力腐蚀理论是Charles理论。利用双扭试件可获得岩石亚临界裂纹扩展Charles理论的相关参数。将传统断裂力学中拉伸应力和压剪应力下的裂纹扩展模型与Charles理论相结合,推导出与时间相关的裂纹扩展模型。采用双扭试件测得了中条山有色金属集团某矿矿岩的亚临界裂纹扩展参数。将此参数应用于拉伸应力下与时间相关的裂纹扩展模型,预测矿岩崩落时间,结果表明：该模型能较好地预测矿体的崩落;同时,也可为其他岩体工程的施工开挖提供指导。压剪应力下与时间相关的裂纹扩展模型的应用及复杂状态下多裂纹相互影响的扩展模型,有待进一步研究。