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题名采动过程中底板岩层变形破坏与损伤机理分析
被引量：18
- 1
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作者
赵启峰
孟祥瑞
刘庆林
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机构
安徽理工大学资源开发与管理工程系
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出处
《煤矿安全》
CAS
北大核心
2008年第4期12-16,共5页
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基金
国家自然科学基金资助项目(50674002)
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文摘
底板岩层在采动过程中的变形破坏取决于底板的应力场和原生缺陷分布。为了研究底板岩层破坏的细观机理,描述底板岩层的裂隙演化,在分析煤层底板应力环境的基础上,基于岩石工程破坏准则,采用连续介质损伤力学和几何损伤理论的研究方法将损伤、渗流及孔隙率演化等相互耦合的有效应力概念引入莫尔-库仑(Mohr-Coulomb)破坏准则,建立了煤层底板脆性裂隙岩体介质在孔隙水压力作用下受采动影响的脆性动力损伤发展和孔隙率演变模型。并应用该模型对谢桥矿8#煤层开采过程中的底板变形破坏特征和裂隙水的迁移活动规律进行了脆性动力损伤分析。该损伤力学模型可用于煤层底板稳定性分析。
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关键词
底板破坏机理
裂隙岩体
岩石脆性动力损伤突变
损伤机理
损伤演化
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Keywords
floor failure mechanism
cracked rock mass
localization of brittle dynamic damage
damage mechanism
damage evolu-tion
Mohr - Coulomb failure criterion.
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分类号
TD325.4
[矿业工程—矿井建设]
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题名“三硬”煤层开采覆岩活动规律相似材料试验研究
被引量：5
- 2
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作者
王俊光
梁冰
田蜜
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机构
辽宁工程技术大学力学与工程学院
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出处
《安全与环境学报》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第1期29-32,共4页
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基金
国家自然科学基金项目(51178457)
教育部博士点基金项目(20122121120004)
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文摘
为研究"三硬"煤层开采覆岩活动规律及采动支撑压力变化,以忻州窑矿8935工作面为研究对象,通过开展相似材料模拟试验,分析"三硬"煤层开采覆岩破坏特征及应力变化规律,得出上覆岩层损伤演化规律。结果表明:顶板垮落规律明显,初次垮落具有突发性,无明显征兆,且初次垮落步距较长,周期来压规律明显;开采过程中顶板、底板、煤层支撑压力动态变化,且应力集中系数最大值出现在煤层中,极易出现煤层突出。根据顶、底板应力变化规律划分支撑压力影响区域。
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关键词
安全工程
三硬
覆岩
相似材料
应力集中系数
损伤演化
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Keywords
safety engineering
＂three hard＂
overlying strata
sim-ilar material
stress concentration factor
damage evolu-tion
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分类号
TD325
[矿业工程—矿井建设]
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题名预制裂隙砂岩相似材料损伤破坏特性试验研究
被引量：5
- 3
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作者
成小雨
李树刚
龚选平
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机构
中煤能源研究院有限责任公司
西安科技大学安全科学与工程学院
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出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期171-178,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51734007)。
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文摘
为了揭示煤岩动力灾害物理模拟的细观损伤机制,利用YYW-Ⅱ单轴压缩试验仪及PCIE-8声发射(AE)监测系统,探究了含不同长度预制单裂隙的砂岩相似材料试样在单轴压缩条件下的力学特性、破坏特征和损伤演化特性。结果表明:随着预制单裂隙长度的增加,试样的峰值强度和残余强度近似线性减小,分别由746.84 kPa和199.117 kPa减小至597.643 kPa和110.375 kPa,而峰值轴向应变和初始压密阶段应变近似线性增大,分别由0.01818和0.00240增大至0.02361和0.00532;预制裂隙对试样破坏形式及特征的影响增大,试样的主导破坏形式逐渐由剪切破坏,经剪切张拉复合破坏,演变为贯穿裂隙中部的纵向张拉破坏;试样的声发射(AE)事件累计和能量累计均呈逐渐减小的趋势,分别由465和82278 J减小至306和54152 J,AE事件活动逐渐减弱;试样损伤演化经历了初始损伤累积、损伤稳定发展和损伤加速发展3个阶段,稳定发展和加速发展阶段损伤增大,分别由0.621和0.734增大至0.655和0.817,预制单裂隙对试样损伤演化在加速发展阶段的影响大于稳定发展阶段,各试样的最大损伤变量差值在损伤稳定发展阶段和损伤加速发展阶段分别为0.017和0.042;相似材料在受载过程其力学、声发射、损伤特征具有较强的相关性,力学变化引发了损伤变化,而损伤变化又与声发射参数的变化具有较强的因果关系,AE事件特征参数可准确描述相似材料的损伤破坏特性。
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关键词
岩石力学
单轴压缩
预制裂隙
相似材料
声发射定位
损伤演化
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Keywords
rock mechanics
uniaxial compression
prefabricated fracture
similar materials
acoustic emission localization
damage evolu⁃tion
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分类号
TD315
[矿业工程—矿井建设]
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题名基于Weibull分布的冻结砂岩损伤本构模型研究
被引量：3
- 4
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作者
伊明
赵涛
马飞飞
王磊
袁超
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机构
中铁十六局集团第五工程有限公司
西安科技大学建筑与土木工程学院
山东水利职业学院建筑工程系
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出处
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第8期116-124,共9页
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基金
国家自然科学基金面上项目(42071100)
陕西省重点研发计划项目(2019SF-264)。
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文摘
冻结岩石的变形破坏特性是冻结法施工过程中的基础力学问题,在荷载作用下不同冻结温度岩石的力学特性和变形特征差异性较大,严重影响冻结壁的安全与稳定。因此,研究冻结岩石的损伤本构关系,对指导冻结法设计与施工具有重要意义。为分析荷载作用下冻结岩石变形破坏的全过程,采用Weibull分布描述岩石材料的非均质性,基于Drucker-Prager破坏准则,建立三轴应力状态下岩石损伤本构模型,结合冻结砂岩三轴压缩试验,重点分析本构关系中均质度系数m、平均强度F_(0)与冻结温度和围压的变化关系,对损伤本构方程进行修正,并基于此模型研究冻结砂岩的损伤演化规律。结果表明:在相同围压下,随着冻结温度的降低,砂岩峰值强度显著增大,峰值应变减小,压密阶段逐渐减弱,弹性变形阶段斜率增加,岩石脆性破坏特征明显。在相同冻结温度下,均质度系数m和平均强度F_(0)随围压升高无显著变化,而随着冻结温度的降低,m和F_(0)分别呈现指数增长和线性增长,说明随着冻结温度的降低,砂岩冻结越充分,内部自由水冻结成冰占比及冰体强度增长幅度越大,尤其在0~–10℃内提升效果显著,冻结作用提高了砂岩的均质性和平均强度。基于不同冻结温度砂岩的力学特性和变形规律,对不同冻结温度砂岩的损伤本构方程进行了修正。依据修正本构模型研究发现,损伤演化曲线能够很好地反映冻结砂岩压缩试验的压密、线弹性、屈服变形及应变软化各阶段的变形特征,验证了模型的合理性。研究结果为低温环境下岩石力学特性研究及地下冻结工程设计施工提供有益的参考。
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关键词
冻结砂岩
损伤本构模型
WEIBULL分布
Drucker-Prager破坏准则
损伤演化规律
模型修正
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Keywords
frozen sandstone
damage constitutive model
Weibull distribution
Drucker-Prager criterion
damage evolu-tion regularity
model correction
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分类号
TU458.3
[建筑科学—岩土工程]
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