李祖勇
- 作品数：9 被引量：52H指数：4
- 供职机构：西安科技大学建筑与土木工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金陕西省自然科学基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：矿业工程建筑科学交通运输工程更多>>
- 西部弱胶结泥岩的三轴压缩试验分析被引量：16
- 2016年
- 为解决西部弱胶结软岩巷道支护难题,在内蒙古鲁新煤矿对典型弱胶结泥岩取样,并对其进行不同状态(天然状态、饱和状态和烘干状态)和不同围压水平的室内三轴压缩试验,分析其强度特征和基本力学指标与围压的变化关系。试验数据表明:1自然状态下弱胶结泥岩峰值强度和残余强度非常低,随着围压的增加,泥岩的峰值强度和残余强度均有较大提高,且峰值强度与围压呈对数变化关系;2泥岩对水非常敏感,随着含水率的增加峰值强度和残余强度均降低,峰值强度降低幅度更明显;3通过引入三轴软化系数进行分析,结果表明泥岩的软化系数随围压增加而下降,泥岩3种状态下的弹性模量与围压增加呈线性增大变化。最后通过泥岩三轴压缩四阶段应力-应变曲线的拟合分析,建立了泥岩三轴压缩全应力-应变关系。
- 王磊李祖勇
- 关键词：三轴压缩试验应力-应变曲线
- 干湿循环作用下西安特殊黄土的力学特性被引量：4
- 2017年
- 为了研究西安特殊黄土的强度特性,在不同含水率和不同增湿减湿作用下进行无侧限抗压强度试验和单轴压缩试验,借此观察西安特殊黄土的力学特性及强度变化规律。结果显示:西安地区特殊黄土,无论是其单轴压缩强度还是无侧限抗压强度均随着含水率的降低而逐渐增大,并且呈现出黄土的含水率越低其强度值就越大,且强度值增加越来越快的现象,当黄土为干燥状态时其强度是达到最大;无论试样经历增湿减湿循环多少次,黄土的弹性模量随着含水率的降低在持续增大,并且呈现出随着含水率的降低其下降相同比例时弹性模量增大越明显的现象;无论经历增湿减湿循环多少次,泊松比随着含水率的降低逐渐减小,但与其他参数相比,泊松比并没有明显的变化。
- 李祖勇王磊
- 关键词：干湿循环单轴压缩试验无侧限抗压强度试验泊松比
- 白垩系冻结砂岩解冻过程中蠕变力学特性研究被引量：5
- 2021年
- 立井冻结壁施工完成后会经历长时间的解冻过程,在长期荷载作用下会产生蠕变变形,冻结岩石解冻过程中的蠕变行为是控制冻结壁长期稳定的关键问题。以甘肃新庄煤矿回风立井冻结工程为背景,分析白垩系冻结砂岩解冻过程中的蠕变力学特性,同时采用核磁共振技术检测解冻过程中孔隙水含量的变化,分析未冻水与砂岩强度的关系,并基于分数阶理论,建立非线性蠕变本构方程。结果表明:岩石中孔隙水主要包括自由水、毛细水和吸附水3种形式,在常温下主要以自由水形式存在,在低温下主要以吸附水状态存在;冻结砂岩解冻过程中长期强度随温度升高逐渐降低,约为常规三轴压缩强度的45%~51%,且在-4℃时有突变现象;冻结砂岩长期强度与未冻水含量关系密切,呈指数函数关系;冻结砂岩的蠕变破坏主要是应力场、化学势场和渗流场三场耦合的作用,其中应力场起主导作用;根据冻结砂岩解冻过程中的蠕变变形特性,引入分数阶函数,基于分数阶理论建立相应的非线性蠕变方程。研究成果可为评价冻结壁解冻诱发失稳破坏提供理论支撑和技术支持。
- 李祖勇杨更社魏尧
- 关键词：岩石力学白垩系蠕变特性
- 基于蠕变试验的冻结红砂岩长期强度研究被引量：7
- 2021年
- 人工冻结法以其独特的优势广泛应用于西部建井工程,因此研究岩石在冻结状态下强度特性尤其重要,基于冻结红砂岩蠕变试验,分别通过过渡蠕变法、等时应力-应变法、裂纹损伤应力法、稳态蠕变速率交点法得到冻结砂岩长期强度。结果表明:①通过过渡蠕变法可以得到冻结砂岩长期强度的取值范围,约为三轴压缩强度的45%~65%;②体积应变等时曲线簇更加能够体现时间对岩石变形的关系,长期强度约为三轴压缩强度的48%;③稳态蠕变速率法能够较为简单的确定岩石长期强度,但因其方法本身具有一定的局限性,综合考虑三向蠕变速率,对其改进得到稳态蠕变速率交点法,可以更加精确反映砂岩强度,长期强度约为三轴压缩强度的49%;④引入裂纹体积应变计算方法,根据其与时间的关系得到裂纹体积应变等时曲线簇,得到的强度值与等时曲线法极其相近,因此裂纹损伤应力法也可作为确定岩石长期强度依据。将冻结红砂岩的长期强度作为监测冻结壁变形的标准,可为评价冻结壁蠕变诱发失稳破坏提供理论支撑和试验依据。
- 李祖勇杨更社
- 关键词：冻结壁蠕变试验
- 基于应变软化的巷道锚固失稳分析被引量：2
- 2017年
- 针对西部弱胶结软岩巷道出现的喷层脱落、锚固力降低、严重底鼓等支护难题,通过在内蒙古鲁新煤矿主要运输大巷砂质泥岩地层现场取样,在实验室进行不同围压的三轴压缩试验,结果表明:泥岩的峰后应变行为具有明显软化特征,并存在残余变形阶段,更适合采用三折线型应变软化模型进行分析。通过对FLAC中的双线型应变软化模型进行fish修正实现该模型的数值应用,验证模型表明该三折线型应变软化模型更符合泥岩的变形特征,通过对泥岩巷道施工稳定性分析并借助软化度指标进行评价,表明泥岩巷道因最大软化度和软化深度不断增加,使得锚喷支护作用下围岩变形的控制效果并不明显,锚杆轴力先增加后降低失去支护作用。
- 李祖勇王磊
- 关键词：三轴压缩
- 基于层次分析法的井壁厚度优选被引量：3
- 2016年
- 以某立井井壁设计为工程背景,首先利用理论计算公式确定井壁厚度选择区间,再利用层次分析法将此问题分解为不同的层次结构,然后用求解判断矩阵特征向量的办法,求得每一层次的各元素对上一层次某元素的优先权重,得出具体影响因素的权重,再将调研的评分与权重相乘,最终确定合理的立井井壁厚度。在保证立井安全的前提下,充分考虑立井设计的经济性。结果表明:相对于传统的立井井壁厚度设计方案,结合层次分析法将专家评价用数学知识进行优化,得出更贴近实际的权重;再将权重与调研评分相乘,得出更加科学和可靠的决策方案。
- 王磊李祖勇
- 关键词：立井井壁厚度层次分析法影响因素
- 软岩冻结凿井井帮稳定性影响因素敏感性分析被引量：4
- 2018年
- 西部软岩冻结凿井施工设计主要参照中东部冻结凿井施工经验,造成掘砌段高、冻结强度等关键参数设计无可靠依据。为此,通过对冻结软岩围岩径向变形主要影响因素进行辨识,并充分考虑影响因素之间的内在关联性和实际工程状况,根据正交试验理论设计了4因素4水平正交试验方案;根据中砂岩强度参数与冻结温度的相关性,通过fish编程对数值模型进行参数赋值;经过模拟分析,确定最大径向位移点出现在2.13h/3处,采用2h/3处径向位移为评价指标,经极差分析,掘砌段高对径向变形影响最大,且段高超过4.0 m后影响显著,最后经补充实验方案模拟分析,结果表明,掘砌段高影响最大,为22.7%,而冻结强度为-24.0℃时,增加冻结强度对控制冻结变形并不明显。分析结论对冻结凿井施工中冻结温度的确定和掘砌段高设置具有重要应用价值。
- 王磊陈世官李祖勇
- 关键词：数值模拟
- 地铁盾构穿越富水砾砂地层渣土改良试验研究被引量：12
- 2021年
- 富水砾砂地层具有内摩擦角大、渗透性强等特点,在盾构掘进时容易造成螺旋输送机堵塞或刀盘结泥饼等工程事故。通过改变含水率、泡沫剂浓度及膨润土泥浆浓度,测试砾砂渣土的坍落度得到其变化规律,同时观察土样的流塑状态,采用析因试验设计理论对多因素影响渣土改良试验效果的耦合作用进行显著性分析。研究结果表明:含水率是影响渣土改良试验的主要因素,最优坍落度范围为185~200 mm;当含水率为5%时,坍落度随着改良剂浓度的增高逐步降低;当含水率为16%时,坍落度随着改良剂浓度的增高而增大。对坍落度的显著性影响从大到小依次为含水率(A)、一级交互作用(A×C、A×B)、膨润土泥浆浓度(C)、一级交互作用(B×C)、泡沫剂浓度(B)、二级交互作用(A×B×C)。基于现场试验与等值关系图,得到最优坍落度对应的含水率、泡沫剂浓度、膨润土泥浆浓度范围分别为10.6%~14.2%、2.5%~4%、11%~13%,研究结果对于提高富水砾砂地层的盾构掘进效率具有重要的指导意义。
- 潘振兴梁博杨更社魏尧李祖勇
- 关键词：渣土改良
- 白垩系砂岩含水率对体积比热影响试验研究
- 2017年
- 体积比热与岩石含水率密切相关,但相关领域涉及较少,且含水率对体积比热影响没有形成系统的研究。对取自工程现场的2种粒径白垩系砂岩进行室内试验,测试含水率对体积比热的影响及变化机理。研究结果表明:常温下2种粒径白垩系砂岩的体积比热均随着含水率的不同而呈现不同的现象,随着含水率的增大其体积比热缓慢减小。分析了常温条件下岩石含水率与体积比热的关系,为在白垩系地层使用冻结法施工提供了有价值的参考经验。
- 李祖勇王磊屈永龙
