刘学伟
- 作品数：72 被引量：649H指数：14
- 供职机构：中国科学院武汉岩土力学研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划中国科学院重点部署项目更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程矿业工程自动化与计算机技术更多>>
- 多场耦合作用下岩体裂隙扩展演化关键问题研究被引量：43
- 2014年
- 裂隙岩体热-水-应力(THM)耦合是目前研究的热点和难点。首先总结了裂隙岩体多场耦合的机制、模型、方法及研究内容,并通过分析裂隙对THM耦合的重要控制作用,提出了在THM耦合中考虑裂隙网络扩展演化及模拟的关键问题,同时指出了研究的3个关键点:(1)建立考虑裂隙网络演化的耦合模型;(2)裂隙扩展的数值模拟方法;(3)THM耦合及岩体变形、失稳全过程的数值模拟算法。随后通过对模拟多场耦合和裂隙扩展数值方法的归类比较,重点论述了目前适用于模拟多场耦合下裂隙扩展模拟的各种数值方法(包括有限单元法、无单元法、单位分解法、离散单元法、岩石破裂过程分析方法和数值流形方法)的优缺点,并通过对比研究,推荐采用数值流形方法(NMM)来实现对关键问题的模拟研究。最后,对研究思路和难点进行了初步探讨。
- 刘泉声刘学伟
- 关键词：裂隙岩体多场耦合裂隙扩展MANIFOLD
- 温度–应力耦合作用下岩体裂隙扩展的数值流形方法研究被引量：20
- 2014年
- 数值流形法作为一种新型的数值计算方法已成功应用于诸多领域,但该方法在裂隙岩体多场耦合及其作用下裂隙扩展过程模拟分析上应用还较少。基于线弹性热力学理论,并考虑温度对材料影响,建立裂隙岩体温度–应力耦合控制方程。在此基础上,以温度和位移覆盖函数为基本求解量,以加权平均和算术平均思想为区域平均温度场求解算法,以修正的Mohr-Coulomb理论为岩石裂隙扩展准则,以物理覆盖为岩石破裂基本单元,提出模拟温度–应力耦合过程及其作用下岩体裂隙扩展过程的数值流形方法。该方法采用数学和物理2套覆盖,在裂隙扩展过程中不需要进行网格调整,能够有效地模拟裂隙岩体多场耦合及其作用下的裂隙扩展过程。通过编制相应MATLAB计算程序,对算例进行模拟,验证该方法的可行性和合理性。
- 刘学伟刘泉声卢超波黄兴
- 关键词：岩石力学裂隙扩展数值流形方法
- TBM围岩挤压大变形特性分析与等级划分被引量：21
- 2015年
- 为了预测评价TBM穿越深部软弱地层时围岩挤压大变形,分析了TBM开挖卸荷围岩挤压大变形力学特性。将TBM围岩挤压大变形定义为TBM开挖后变形速率大、变形量达到TBM扩挖预留的围岩与护盾间的变形间隙,同时收敛速度慢,变形时效性显著的一种变形。指出当围岩挤压变形与开挖半径间的比值大于等于1%且挤压变形与扩挖间隙的比值大于等于1时便产生挤压大变形,并根据这2个指标将TBM围岩挤压变形划分为无挤压变形、轻微挤压变形、中等挤压变形、严重挤压变形和非常严重挤压变形5个等级。
- 黄兴刘泉声刘滨刘学伟崔先泽
- 关键词：深部TBM
- 一种隧/巷道掌子面炮眼快速散点定位装置及方法
- 本发明公开了一种隧/巷道掌子面炮眼快速散点定位装置，包括顶座，顶座与伸缩杆一端连接，伸缩杆另一端与万向球座连接，万向球头与万向球座适配，万向球头与万向球座之间通过紧固旋钮固定，万向球头与准直激光器连接，准直激光器的激光出...
- 康永水刘泉声刘滨张程远朱元广卢兴利黄兴刘学伟
- 文献传递
- 一种用于隧道围岩的多源异构信息融合的异常预警系统
- 本发明公开了一种用于隧道围岩的多源异构信息融合的异常预警系统，涉及隧道围岩异常预警技术领域，获取模块，用于获取隧道围岩的基础信息，配置模块，与获取模块连接，用于基于三维模型对应隧道围岩配置多个监测点，标记模块，与配置模块...
- 刘滨刘学伟康永水朱元广周原黄兴
- 超千米深部全断面岩石掘进机卡机机理被引量：38
- 2013年
- 为了解决超千米深井巷道建设面临的严峻挑战,拟将全断面岩石隧道掘进机(TBM)在解决关键岩石力学问题和机械制造问题的基础上加以改进引入到超千米深井巷道建设。然而深部高应力挤压变形将导致TBM的护盾极易被卡塞。揭示了TBM的卡机机理:当护盾周围围岩变形量超过开挖预留的变形量,围岩开始与护盾接触并挤压护盾,进而在TBM推进时围岩对护盾产生摩擦阻力,当TBM推力无法克服围岩对护盾产生的摩擦阻力时,便导致TBM护盾被卡。提出了相应的卡机状态判据。提出了判断护盾被卡状态的理论计算方法及过程:考虑工作面空间效应,基于Hoek-Brown准则研究了护盾周围围岩收敛变形沿巷道轴向的变化规律,计算出作用在护盾上的围岩压力,进而计算围岩对护盾的摩擦阻力,最后根据卡机状态判据判断护盾是否被卡。
- 刘泉声黄兴时凯刘学伟
- 关键词：TBM卡机
- 光纤光栅传感器、深部巷道围岩的应变监测方法及系统
- 本申请提供了一种光纤光栅传感器、深部巷道围岩的应变监测方法及系统，用于为深部巷道围岩的变形监测，配置了一种弱光纤光栅阵列大量程应变传感器，可精确地对深部巷道围岩的应变进行监测。光纤光栅传感器包括光纤，光纤包括光纤纤芯以及...
- 刘滨康永水朱元广刘学伟王升耿志
- 文献传递
- 煤–过渡层–岩组合体物理力学特征试验及数值模拟研究被引量：1
- 2024年
- 深部煤系地层中,漫长成岩过程使得部分煤层与岩层之间存在一个岩性过渡区,过渡区与上下岩层、煤层共同组成了一个组合结构。为研究过渡层高度对煤岩组合体变坏特征的影响,首先提出煤、岩石及过渡层3种人工材料的配比设计及煤–过渡层–岩(CFR)组合体试样的制作方案。在此基础上,开展不同过渡层高度的人工CFR组合试样的单轴压缩试验。基于离散元数值模拟软件PFC,采用刚性簇和球颗粒分别表示过渡层中的煤和岩石颗粒,通过其比例变化构建一种过渡层和CFR组合结构PFC表征模型。结合试验结果,对模型参数进行标定并验证算法的有效性。试验与数值模拟结果表明:随着过渡层高度增加,试样强度、峰前耗散能和声发射b值呈现先降低后增加的趋势,弹性应变能呈现逐渐增加的趋势。数值模拟的微裂隙角度分布范围也随着高度增加先缩小后增大,微裂纹萌生区域逐渐由煤层转移到过渡层,声发射定位则逐渐集中至煤与过渡层界面处。研究结果表明过渡层的存在显著改变了煤岩组合结构的物理力学特性。
- 姚文杰刘学伟刘滨范瑛朱磊郑志
- 关键词：岩石力学强度特征
- 一种煤矿巷道围岩深部多点位移计
- 本发明公开了一种煤矿巷道围岩深部多点位移计，包括设置在钻孔内不同深度的若干个测点固定块，测点固定块内部设置测线通孔，测点固定块的中部的外周为锚固部，锚固部周向嵌入设置若干个锚固钉，测线一端固定于测线通孔的中部位置，钻孔的...
- 康永水刘泉声刘滨朱元广卢兴利刘学伟雷广峰王俊涛
- 文献传递
- 一种相似材料岩体试样断续节理精确定位制作装置
- 本发明公开了一种相似材料岩体试样断续节理精确定位制作装置，裂隙定位支架底板平行布置于试样模具的两侧，通过裂隙定位支架锚固螺栓锚固在制样底板上，裂隙定位支架通过螺纹与裂隙定位支架底板连接，裂隙纵向定位杆分别与裂隙定位支架底...
- 刘学伟刘泉声何军刘建平魏莱雷广峰
