不同强弱组合下岩-煤-岩串联模型的破坏特征(英文)

针对不同强度煤、岩单元建立4种不同强弱组合的岩-煤-岩三元体串联模型。通过对强-弱交界面的应力状态分析,建立交界面附近区域强、弱体的三轴压缩强度;基于三维快速朗格朗日元法,强、弱体均采用Coulomb-Mohr剪切破坏和拉伸破坏的复合应变软化模型,数值模拟4种不同组合三元体模型在不同围压下的应力-应变曲线特征,分析不同组合的剪切破坏带及塑性破坏区随围压的变化趋势。结果表明:强-弱组合体交界面的层间约束作用会派生出附加应力,导致交界面附近区域强体强度变弱,弱体强度增强;弱胶结软岩体和煤体在单轴压缩下呈现拉剪破坏,表现出明显的应变软化行为,随着围压的增大,拉伸破坏消失,向整体剪切破坏发展,但不同组合下的破坏带数目及破坏区域不同。该研究对地震、岩爆、矿山冲击地压等灾害机理研究具有重要指导意义。     

考虑刚度和强度劣化时弱胶结软岩巷道围岩的弹塑性损伤分析

岩体内部微裂纹的存在及其扩展,会导致岩体产生刚度和强度劣化,使巷道围岩松动范围扩大。通过定义刚度劣化系数和强度劣化系数,考虑弱胶结软岩峰后应变软化和塑性扩容特性,采用损伤理论和三直线应变软化模型,建立了弱胶结软岩巷道围岩弹塑性流动损伤模型,推导了非均匀应力场下围岩分别产生弹性损伤区、塑性软化损伤区和塑性流动损伤区时的应力、位移解析解;探讨了鲁新煤矿弱胶结砂质泥岩巷道的原岩应力水平、刚度劣化、扩容梯度等对围岩的损伤演化及位移场、塑性圈的影响规律。结果表明,剪胀效应对围岩塑性圈的大小及应力响应影响不大,但对塑性区的损伤速度及位移影响很大;原岩应力水平对巷道塑性圈的分布具有显著影响;刚度和强度劣化系数的增大会加快围岩的劣化速度。这些因素在围岩稳定性分析及巷道支护设计中均应引起足够重视。     

岩土工程概念施工

岩土工程施工具有不确定性即随机性、模糊性、灰色性和未确知性.从概念设计到概念施工是岩土工程发展的必然.根据工程施工实践,提出岩土工程概念施工的新理念,介绍了其基本内涵.通过一高陡边坡预应力锚索抗滑桩工程施工实例,说明了岩土工程概念施工的过程.     

基于集对分析同一度的基坑支护方案综合评价

针对基坑支护方案综合评价中各指标的不相容性,利用集对分析方法,将评价基坑支护方案的多个指标合成为一个与最优评价集的相对贴近度,用来描述基坑支护方案的综合效益。以可供选择的4种支护方案为例进行了评价,得到综合效益最优的方案。     

千米立井的地压计算与探讨

本文在分析我国常用的立井地压计算方法的特点和存在问题的基础上,提出了孙村煤矿千米立井的地压计算方法,论述了这一计算方法的基本原理和计算程序,给出了该井筒的地压计算结果,并结合以往的工程实例和该井筒的施工情况对这一计算方法和计算结果的可信度作了理论上的探讨     

隧道工程大变形研究现状、问题与对策及新型支护体系应用介绍

 从大变形的定义、类型及分级、发生机制及原因、判定标准、工程对策等方面,对国内外隧道工程修建过程中面临的大变形问题进行系统的总结探讨;阐述地下工程开挖过程中平衡转换的力学机制及支护理念,提出预防控制大变形灾害的关键技术与重点突破方向;借鉴超高层建筑中常用的框架核心筒结构设计理念,秉持“先让再抗后刚”大变形控制思想,自主研发软弱破碎地质条件下钢格栅混凝土核心筒支护结构体系,阐述新型支护体系调动围岩主体承载的催化机制和结构自身多级转化辅助承载的变形受力特点;现场试验表明新型支护体系对治理高应力软弱破碎围岩大变形灾害是有效的,为同类地质条件下大变形灾害的预防与治理提供借鉴。     

围岩不同模量特性对巷道应力和变形的影响研究

矿山巷道围岩具有典型的拉压不同模量属性,在目前巷道围岩应力分析中,往往因忽略该性质而导致误差,甚至给工程带来安全隐患。针对这一问题,编写了不同模量有限元程序,给出巷道围岩二次应力场和位移场随着不同模量系数α的变化规律,并与经典弹性理论的计算结果相比较,得出了不同模量系数α的影响范围,为巷道支护设计提供了新的理论依据。     

弱胶结泥质软岩的三向压缩损伤特性

针对西部矿区弱胶结软岩在复杂应力状态下的损伤行为,采用三轴压缩试验和等效应变原理,得到泥岩在三轴压缩下损伤变量的演化规律.基于weibull分布,引入修正系数λ建立可考虑泥岩残余阶段变形的统计损伤本构模型.结果分析表明：在三轴压缩下损伤变量呈先减小后增大的变化趋势,损伤演化过程没有水平段,表明受压时泥岩没有实际意义上的线弹性阶段;损伤变量减增变化的转折点恰好为全应力-应变曲线的屈服点和残余阶段起始点,说明该类泥岩的破坏起始于屈服点;当围压<3 MPa时,损伤起始点随围压增大而后移,当围压>3 MPa时,损伤初始点有前移的趋势,高围压下泥岩的峰前塑性提高,产生整体塑性剪切破坏;本构模型能够较准确地描述泥岩破坏的三阶段.     

泥质软岩蠕变机制研究

在分析已有岩石蠕变机制研究成果的基础上,以南宁盆地泥岩为研究对象,进行一系列单轴压缩无侧限蠕变试验和有侧限蠕变试验来分析泥岩的蠕变特性,配合扫描电镜,着重分析泥岩蠕变过程中细观和微观结构的变化并提出岩石的蠕变机制,即岩石的蠕变是岩石损伤效应与硬化效应共同作用的结果。通过构建蠕变、损伤及硬化综合曲线说明蠕变3个阶段的形成机制:第一阶段硬化效应强于损伤效应,蠕变规律主要服从于硬化效应的衰减变化规律;第二阶段损伤效应强于硬化效应,蠕变规律主要服从于损伤效应的等速变化规律;第三加速蠕变阶段的硬化效应已不显现,蠕变规律服从损伤效应的加速变化规律。泥质软岩的蠕变机制与金属材料蠕变机制在蠕变参与对象及机制方面不同。