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国家自然科学基金(11102225)

作品数:12 被引量:149H指数:8
相关作者:左建平周宏伟黄亚明刘连峰赵洪宝更多>>
相关机构:中国矿业大学(北京)柏林工业大学四川大学更多>>
发文基金:国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划北京市科技新星计划更多>>
相关领域:建筑科学矿业工程交通运输工程理学更多>>

文献类型

  • 12篇期刊文章
  • 1篇会议论文

领域

  • 8篇建筑科学
  • 4篇矿业工程
  • 2篇交通运输工程
  • 1篇理学

主题

  • 4篇岩石力学
  • 3篇热力耦合
  • 3篇细观
  • 3篇北山花岗岩
  • 2篇断裂韧性
  • 2篇断面巷道
  • 2篇玄武岩
  • 2篇韧性
  • 2篇隧道
  • 2篇偏置
  • 2篇巷道
  • 2篇SEM
  • 2篇DDA
  • 2篇采高
  • 2篇大采
  • 2篇大采高
  • 2篇大断面
  • 2篇大断面巷道
  • 1篇刀盘
  • 1篇刀盘扭矩

机构

  • 11篇中国矿业大学...
  • 1篇东北大学
  • 1篇柏林工业大学
  • 1篇四川大学
  • 1篇中国矿业大学
  • 1篇东煤沈阳建筑...
  • 1篇深圳市建设综...

作者

  • 9篇左建平
  • 6篇周宏伟
  • 3篇黄亚明
  • 2篇赵洪宝
  • 2篇刘连峰
  • 1篇丁靖洋
  • 1篇鞠杨
  • 1篇杨建立
  • 1篇高明忠
  • 1篇彭瑞东
  • 1篇柴能斌
  • 1篇方园
  • 1篇李潮
  • 1篇刘剑平
  • 1篇王青
  • 1篇范雄
  • 1篇张国彬
  • 1篇张日林
  • 1篇李蒙蒙
  • 1篇亓帅

传媒

  • 5篇岩石力学与工...
  • 1篇中国煤炭
  • 1篇
  • 1篇中国矿业大学...
  • 1篇煤炭科学技术
  • 1篇煤炭学报
  • 1篇有色矿冶
  • 1篇Scienc...

年份

  • 1篇2016
  • 9篇2013
  • 3篇2012
12 条 记 录,以下是 1-10
排序方式:
不同深度玄武岩的三点弯曲细观破坏实验研究被引量:20
2013年
现有深部岩石力学研究大多是从某一深度取出岩样,然后施加不同围压用于模拟不同深度,由此来研究不同深度情况下岩石的物理力学行为这一情况,然而实际中如果深度发生变化,不仅围压发生变化,岩石自身的微细观结构也会发生变化。针对此情况,选取北京门头沟一个有特点的区域,该区域从地表到深度1 100多米都有玄武岩。借助带加载装置扫描电镜(SEM)系统实时观察中心预制缺口不同深度玄武岩、偏心单裂纹及双裂纹玄武岩的细观破坏行为,揭示深度导致岩石力学性能变化的细观机制。研究发现,三点弯曲玄武岩试样中裂纹多数从预置缺口处萌生,进而发展成一条连续主裂纹。不同深度玄武岩的破坏荷载及断裂能随埋深呈增加趋势,主要原因是随着深度增加玄武岩更为致密,孔隙率小;相同偏心距下,偏心单、双2组试样峰值荷载和断裂能都几乎相同,且都随偏心距的增大而线性增加,主要原因是偏置裂纹试件缺口附近受到剪切力和弯矩的双重影响,但随着偏心距离的增加,弯矩影响在逐渐减少,这导致了峰值荷载和断裂能增加。
左建平柴能斌周宏伟
关键词:岩石力学
含偏置缺口玄武岩原位三点弯曲细观断裂研究被引量:22
2013年
通过含偏置缺口的玄武岩试件在扫描电镜(SEM)下的三点弯典实时加载试验,得到不同偏置缺口的荷载–位移曲线以及高倍率裂纹扩展照片。一方面,根据矿物颗粒在岩石中总是以一定三维尺度存在,认为裂纹不仅在表面非线性扩展,而且沿厚度方向也是非线性扩展,结合断裂力学中表面能S的计算公式,给出一个考虑岩石非均值和裂纹纵向非线性扩展的表面能密度表达式,并用这个表达式成功解释裂纹扩展中的一些随机现象;另一方面,通过对不同偏置量的荷载–位移曲线对比分析,给出含偏置缺口玄武岩三点弯典荷载–位移曲线的3个典型阶段,并解释各个阶段的微观机制,提出用偏置量影响系数计算偏置缺口三点弯典试样的断裂性能并给出其计算公式,通过对不同偏置缺口试件峰值荷载以及断裂耗能的分析计算,得到峰值荷载与断裂耗能的偏置量影响系数表达式。
左建平黄亚明刘连峰
关键词:岩石力学扫描电镜
土压平衡盾构刀盘扭矩计算方法与多因素量化分析被引量:29
2013年
刀盘扭矩是设计刀盘驱动的关键参数,是设计经济型盾构、决定盾构是否高效率掘进必不可少的参数之一。以土压平衡盾构为背景,在充分理解刀盘与土体相互作用的基础上,分析影响刀盘扭矩的7个因素,并基于现场测试和理论分析分别推导出各因素的计算模型。同时,以土耳其伊兹密尔地铁和伦敦机场隧道为例,通过与实际测得的刀盘扭矩对比分析,验证理论模型的准确性,所构建的计算模型可适用于黏性土和非黏性土地层中。对各影响因素进行量化分析,分析表明刀盘各面与地层的摩擦阻力扭矩约占总扭矩的80%,其中刀盘与土体的摩擦角、刀盘直径、土体的黏着力以及土仓内的土压支撑强度都是影响刀盘扭矩大小的重要参数。
李潮周宏伟左建平丁靖洋高明忠亓帅
关键词:隧道工程刀盘扭矩土压平衡盾构黏着力
大采高综放开采煤岩体冒落规律数值模拟研究被引量:21
2013年
为得到厚煤层大采高综放开采煤岩体冒落规律,采用改进的非连续变形数值模拟分析DDA软件研究不同回采阶段大采高综放开采工作面的应力场及煤岩体运移规律。结果表明:随着工作面的回采,采场周围的圆形应力场逐步转变为椭圆形应力场,且出现3个明显的分区,即应力释放区、应力升高区及两者间的过渡区,同时水平位移随时间变化较为复杂,而垂直位移变化具有一定的规律,通过垂直位移的变化可将上覆岩层划分为"三带",得到了大采高综放工作面覆岩和顶煤运移规律。
左建平赵洪宝杨建立彭瑞东
关键词:大采高综放开采覆岩移动顶煤运移
含双缺口北山花岗岩的热力耦合断裂特性试验研究被引量:8
2012年
通过带加载SEM高温试验系统对含双预制缺口北山花岗岩进行原位观察热力耦合破坏试验研究。研究表明,北山花岗岩的矿物成分及花岗岩矿物颗粒粒径差异较大,这些矿物具有不同的热学和力学性质(或硬度),这将大大影响花岗岩的破坏机制及断裂韧性,热开裂、力诱发微裂纹的萌生、扩展和贯通等受到热力耦合机制的综合影响,并且这些机制反过来也将影响其他的机制,如渗流场及化学场的变化。对于北山花岗岩I型断裂而言,裂纹的扩展主要受到与其垂直方向拉应力的影响,但试件较大的原生缺陷和较大矿物颗粒对花岗岩的断裂路径影响不容忽视。特别是随着温度的变化,花岗岩的断裂机制将发生变化,低温以沿颗粒(沿晶)断裂为主,而高温以沿颗粒(沿晶)和穿颗粒(穿晶)耦合断裂机制为主。试验表明,75℃之前花岗岩的平均断裂韧性约为4.728 MPa.mm1/2,而75℃之后的平均断裂韧性为3.048 MPa.mm1/2,前后断裂韧性降低了35%左右,这主要是因为温度的升高直接导致热开裂增多,且矿物颗粒之间的胶结作用明显减弱,这逐渐影响了花岗岩的断裂韧性,进而将影响其渗流场和化学场,可见高放核废料储库设计中温度的影响不容忽视。
左建平周宏伟方园黄亚明
关键词:岩石力学热力耦合北山花岗岩断裂韧性
王庄煤矿大断面巷道的破坏特征及模拟分析被引量:2
2013年
基于王庄煤矿6207工作面地质概况,分析了大断面巷道围岩的主要破坏特征,模拟了同一宽度不同高度巷道的变形破坏规律,结果表明:随着巷道高度的增加,巷道顶角处塑性区范围逐渐减小,巷道底板的塑性区分布范围没有明显的变化,而巷道两帮的塑性区范围在逐渐增大;巷道顶板位移的变化趋势是先增大后减少,巷道底板的位移基本上没有大的变化,巷道两帮的位移逐渐增大,并且高度超过3 m后围岩位移变化趋势明显加剧。
张日林李蒙蒙许保钊
关键词:大采高工作面大断面巷道破坏特征塑性区
基于单元质心对应法花岗岩热开裂及变形模拟研究被引量:9
2012年
基于SEM所获取的岩石非均质数字图像,提出了一种既能考虑预制和原生缺陷,又能近似反映材料非均匀性的三维细观结构有限元模型的方法,即单元质心对应法.应用该方法进行了热力耦合下岩石的热开裂及变形破坏数值模拟.结果表明,北山花岗岩热开裂临界温度大约为82℃,与实验值68~88℃基本吻合.低温时北山花岗岩热开裂以沿颗粒热开裂为主;而高温后既有沿颗粒热开裂,又有穿颗粒热开裂.温度的升高导致花岗岩由脆性向延性转变,破坏将由低温下以载荷裂纹为主的裂纹模式转为高温下以热裂纹为主的裂纹模式.对比实验结果发现,数值模拟得到的拉伸强度在低温下高于实验测试值,而中高温度下基本与实验结果吻合.
左建平周宏伟胡本
关键词:热力耦合北山花岗岩细观结构
三点弯曲下热处理北山花岗岩的断裂特性研究被引量:24
2013年
针对我国未来高放核废料地质处置等重大工程实际需要,开展热处理后岩石的断裂破坏行为研究具有重要意义。以我国未来可能的核废料储库选址地北山花岗岩为研究对象,通过带加载SEM高温试验系统对经过热处理后的花岗岩进行三点弯曲破坏试验,在25℃~100℃范围内,北山花岗岩以脆性破坏为主。在低应力作用下,裂纹扩展主要受到应力集中及多种矿物力学行为及它们之间的黏结力作用大小的影响,最终裂纹的萌生主要发生在矿物颗粒之间较弱的胶结面上,裂纹初始扩展角主要由这些矿物颗粒之间夹角来决定,因此裂纹初始扩展角通常与水平面有个夹角;随着荷载继续增加后,裂纹会逐渐沿着水平方向扩展,这个主要方向的矿物承受了最大的弯曲拉应力,而岩石的抗拉强度通常很低。室温到100℃的范围内,花岗岩平均断裂韧性几乎不发生变化,稍微的波动可认为是花岗岩的非均值性所造成的。通过数字散斑相关计算方法实现岩石细观尺度变形全场测量。测量结果表明,各个矿物颗粒表面发生较为复杂的变形,多个矿物颗粒界面两边发生完全相反方向的位移,这表明界面两边颗粒受到拉应力作用。尽管在初始阶段,变形主要发生在弯曲拉应力最大界面,但最终破坏可能发生在另外地方,这时的破坏主要受到非均匀的弱面所控制。可见,细观尺度岩石的破坏受到最大应力状态处与岩石的非均质处变形的综合影响。
左建平周宏伟范雄鞠杨
关键词:岩石力学热力耦合北山花岗岩SEM断裂韧性
关键层厚度对大断面巷道稳定性影响研究被引量:1
2013年
岩层关键层对大断面巷道围岩的变形破坏起着决定性的作用。以五阳矿7602综采面为地质模型,通过不连续变形数值方法,模拟分析了主关键层厚度对大断面巷道的变形影响。研究表明,大断面巷道存在一个临界关键层厚度,当关键层厚度超过这个临界值时,巷道的变形很小,可不采取加固措施;但当关键层厚度小于该临界值时,巷道围岩存在一定变形,严重时需要采取加固措施。五阳煤矿的老顶只有8m左右,需采取相应的加固措施;类似于五阳煤矿相似地质条件的大断面巷道,如果要保持稳定,临界关键层厚度应该达到12m左右。
左建平赵洪宝张国彬
关键词:大断面巷道
Investigation of meso-failure behavior of rock under thermal-mechanical coupled effects based on high temperature SEM被引量:7
2012年
It is extremely important to study and understand the deformation behavior and strength characteristics of rocks under thermal-mechanical (TM) coupling effects. Failure behavior and strength characteristics of Pingdingshan sandstone were investigated at room temperatures up to 300℃ in an internally heated apparatus and tensile load through meso-scale laboratory experiments in this work. 33 experiments have successfully been conducted for Pingdingshan sandstone. Experimental results indicated that the tensile strength increased slowly with temperatures from 25℃ to 100℃, and then sharply jumped from 100℃ to 150℃, and finally decreased slightly with temperatures from 150℃ to 300℃. And about 150℃ is the threshold temperature of strength and thermal cracking. At low temperatures (25℃-150℃), sandstone strength is determined by relatively weak clay cement. However, at higher temperatures (150℃-300℃), because of the strength enhancement of clay cement, sandstone strength is controlled by both mineral particles and clay cement. The effects of cement clay, micro-cracks closing, and thermal cracking were the possible reasons for our detailed analysis. In addition, the typical fracture position maps and nominal stress-strain curves indicated that the temperature had strong effects on the failure mechanism of sandstone. The fractograph implied that the dominant fracture mechanism tended to transform from brittle at low temperatures to ductile at high temperatures.
ZUO JianPingXIE HePingZHOU HongWei
关键词:SANDSTONEMESO-SCALEFRACTOGRAPHY
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