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题名煤岩组合体巴西劈裂动态力学特征数值分析
被引量：4
- 1
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作者
马泗洲
刘科伟
郭腾飞
黄晓辉
周占星
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机构
中南大学资源与安全工程学院
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出处
《高压物理学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期126-138,共13页
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基金
国家自然科学基金(51974360)。
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文摘
为探究冲击荷载条件下煤岩组合工程体的动力学响应特征,通过室内试验测得单一煤、岩的基本力学参数,为煤、岩体HJC模型材料参数的选取提供依据。在材料模型有效性验证的基础上,采用LS-DYNA显式动力学软件研究了不同冲击荷载、冲击方向及加载角度条件下煤岩组合体动态劈裂过程中的应力波传播规律、变形破坏过程及破坏特征。结果表明:(1)在不同冲击方向作用下,R-C与C-R组合体的应力波波形基本相同,但应力幅值略有差异,对比发现入射波幅值基本相等,但R-C组合体的反射波幅值偏大,透射波应力幅值偏小,随着冲击荷载的增大,差异性逐渐减小;(2)在不同冲击荷载作用下,煤岩组合体在劈裂过程中以煤体部分破坏为主,且组合体中煤体部分总是在交界面远处先产生宏观裂隙,而岩体部分则多在交界面近处先起裂破坏;(3)当冲击荷载较小时,C-R与R-C组合体的破坏形态基本相同,以拉伸、剪切破坏为主,随着冲击荷载的增大,组合体的破坏程度加剧,破坏形态的差异性也更明显;(4)提出了一种以单元损伤失效数量为评价指标的方法来定量分析组合体的破碎程度,从数据的变化规律发现,组合体在加载角度为45°时破坏最剧烈。
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关键词
煤岩组合体
动态劈裂
HJC模型
破坏特征
破坏过程
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Keywords
coal-rock combination body
dynamic splitting
HJC model
failure characteristics
failure process
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分类号
O358
[理学—流体力学]
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题名深部金属矿山崩落区沉降分析
被引量：3
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作者
沈爽
周占星
郭祖江
杨金
周生
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机构
玉溪矿业有限公司
中南大学资源与安全工程学院
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出处
《金属矿山》
CAS
北大核心
2021年第12期143-148,共6页
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文摘
金属矿山采用崩落法开采形成从开采阶段至地表的崩落区,崩落区岩体在地下开采扰动作用下累积应变进而引起崩落区上方地表变形等问题,对矿山的安全生产构成极大威胁。以狮子山铜矿深部开采为背景,研究深部金属矿山崩落区沉降对矿山的整体影响。利用HyperMesh软件构建狮子山矿崩落区数值模型,采用大型有限元软件LS-DYNA计算崩落区围岩体在静力条件下形变及崩落区上方地表沉降。数值模拟结果表明,静力作用下崩落区围岩体产生应力集中,应力集中程度随深度的增加而增加。根据地表沉降数值模拟结果,得到了狮子山矿崩落区上方易于发生地表沉降位置并预测了沉降值范围。研究成果可为采用崩落法矿山预测崩落区围岩形变、地表沉降及矿山安全生产提供参考。
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关键词
金属矿山
崩落区
数值模拟
地表沉降
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Keywords
metal mine
caved area
numerical simulation
ground settlement
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分类号
TD325
[矿业工程—矿井建设]
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题名高温后红砂岩压剪下声发射及其微观特性研究
- 3
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作者
黄晓辉
刘科伟
周占星
马泗洲
郭腾飞
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机构
中南大学资源与安全工程学院
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出处
《黄金科学技术》
CSCD
2022年第5期764-777,共14页
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基金
国家自然科学基金项目“深部高应力岩体环境深孔一次爆破成井机理与方法研究”(编号:51974360)资助。
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文摘
为了评估岩体在高温和压剪工况下的稳定性,利用声发射技术对25~800℃处理后的红砂岩进行了变角剪切下声发射特性研究,分析了高温对红砂岩剪切断口微观特性的影响机理。结果表明:(1)高温作用使得红砂岩的声发射事件由常温下低活跃度的间接性活动向高活跃度的连续性活动转化;(2)随着热处理温度的升高,砂岩在压剪状态下的剪切裂纹所占比例逐渐增大,损伤剪切应力阈值减小,裂纹非稳定扩展阶段延长;(3)当剪切角度为55°时,高温对红砂岩的剪切损伤发展具有抑制作用,而当剪切角度为65°时具有促进作用;(4)红砂岩压剪断口形貌主要以沿晶体解理切断(穿晶断裂)形成,但当热处理温度为800℃时,更易于沿晶界形成。研究成果可为解决高温岩土工程问题提供参考。
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关键词
高温处理
变角剪切
声发射特性
应力阈值
损伤特性
断口形貌
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Keywords
high temperature treatment
variable angle shear
acoustic emission characteristics
stress threshold
damage characteristics
fracture morphology
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分类号
TU457
[建筑科学—岩土工程]
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题名油罐爆炸作用下隧道衬砌动力响应数值模拟研究
- 4
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作者
周占星
刘科伟
李旭东
黄晓辉
马泗洲
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机构
中南大学资源与安全工程学院
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出处
《黄金科学技术》
CSCD
2022年第4期612-622,共11页
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基金
国家自然科学基金项目“深部高应力岩体环境深孔一次爆破成井机理与方法研究”(编号:51974360)资助。
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文摘
为准确分析油气爆炸下隧道及采矿巷道等地下工程的结构稳定性,采用FLACS软件计算LPG爆炸荷载,基于LS-DYNA软件将爆炸冲击荷载施加于结构表面,进而计算爆炸荷载作用下衬砌结构动力响应。研究结果表明:隧道的“角状结构”对冲击波反射具有强化作用,致使相应位置形成应力集中,应力波强度衰减缓慢,随着传播距离的增加,衬砌所受应力逐渐减小且同一截面应力值趋于一致;同一截面不同测点处的速度、位移值受爆心距和隧道几何结构的共同影响,当爆心距大于12 m时,速度和位移值变化趋于稳定;顶部衬砌和底部结构更易发生破坏,边墙位置损伤程度较小。该研究成果为地下工程安全稳定性分析提供了方法依据,也为巷道抗爆设计及支护优化提供了理论参考。
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关键词
隧道衬砌
液化石油气
油罐爆炸
数值模拟
动力响应
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Keywords
tunnel lining
liquefied petroleum gas(LPG)
oil tank explosion
numerical simulation
dynamic response
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分类号
TE834
[石油与天然气工程—油气储运工程]
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题名地应力作用下金属矿山崩落区断层稳定性分析
被引量：1
- 5
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作者
周占星
胡绍辉
李寿杰
周航海
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机构
中国江西国际经济技术合作有限公司
中南大学资源与安全工程学院
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出处
《现代矿业》
CAS
2024年第1期78-81,86,共5页
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文摘
金属矿山长期采用崩落法回采矿石,形成了大量崩落区,在长期的应力集中、风化作用及爆破振动影响下,崩落区岩层稳定性持续降低,进而产生变形直至发生破裂形成断层,从而严重影响矿山安全生产。为研究地应力作用下金属矿山崩落区断层稳定性及相关参数变化规律,以狮子山铜矿深部开采为背景,采用大型商业有限元软件LS-DYNA计算地应力作用下崩落区断层位移、有效应力及损伤。研究结果表明,崩落区断层位移、有效应力和损伤程度会随断层所处深度的增加而增大,随着距崩落区边界距离的增大而减小;在构造和自重应力作用下,断层处的应力集中会使该弱面结构产生较大损伤,且断层越深,潜在的危险性越大;为提高采场结构稳定性,应加强对断层结构监测。研究结果为预测崩落区断层稳定性及矿山安全生产提供参考。
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关键词
地应力
崩落区
断层稳定性
数值模拟
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Keywords
in-situ stress
caving area
fault stability
numerical simulation
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分类号
TD8
[矿业工程—矿山开采]
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