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冲击地压粘滑失稳机理的实验研究 被引量:120
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作者 齐庆新 史元伟 刘天泉 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第2期144-148,共5页
开展了煤岩摩擦滑动实验研究,分析了煤岩的摩擦滑动性状及摩擦滑动的稳定性,用摩擦滑动中的粘滑现象解释了冲击地压的发生机理.结果认为,煤的摩擦滑动性状与岩石具有很大差别,砂岩-煤试样在一定围压下表现为粘滑特性,说明了结构... 开展了煤岩摩擦滑动实验研究,分析了煤岩的摩擦滑动性状及摩擦滑动的稳定性,用摩擦滑动中的粘滑现象解释了冲击地压的发生机理.结果认为,煤的摩擦滑动性状与岩石具有很大差别,砂岩-煤试样在一定围压下表现为粘滑特性,说明了结构形式对摩擦滑动特性的影响是显著的;煤岩试样在摩擦滑动过程中,摩擦因数的变化是导致煤岩发生不稳定滑动或粘滑的主要原因;冲击地压是煤岩体结构摩擦滑动破坏的一种形式,表现为瞬时的粘滑失稳过程. 展开更多
关键词 冲击地压 粘滑 结构破坏 失稳机理 煤矿
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岩爆过程释放的能量分析 被引量:24
2
作者 徐则民 吴培关 +1 位作者 王苏达 唐正光 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2003年第3期104-110,共7页
能量积累与耗散是岩爆机理研究的重要内容之一。以往的研究一般将岩爆过程释放的能量归结为隧道围岩的弹性应变能。分析表明,开挖状态下,围岩可以积蓄的宏观弹性应变能小于岩爆过程释放的总能量。根据理论物理学、结晶学及矿物学相关理... 能量积累与耗散是岩爆机理研究的重要内容之一。以往的研究一般将岩爆过程释放的能量归结为隧道围岩的弹性应变能。分析表明,开挖状态下,围岩可以积蓄的宏观弹性应变能小于岩爆过程释放的总能量。根据理论物理学、结晶学及矿物学相关理论与岩爆特征,岩爆能量应属于破裂面两侧断裂晶体的应变能,并非围岩整体的应变能。岩爆破裂面断裂晶体的应变能是在裂纹到达的瞬间因晶体被拉伸到极限状态而达到最大值并高速释放的,因此,岩爆能量的积累过程是短暂的、瞬时的。岩爆过程释放的能量转化为表面能、动能及热能等形式,而动能是裂纹持续快速扩展的主要驱动力。 展开更多
关键词 岩爆 能量 脆性断裂 破裂面 晶体 裂纹
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受载煤岩组合体破坏前能量分布规律 被引量:30
3
作者 陈光波 秦忠诚 +2 位作者 张国华 李谭 李敬凯 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期2021-2033,共13页
为研究引发冲击地压的能量在煤岩系统中的分布规律,理论分析了二元、三元组合模型峰前能量分布计算公式,并对自主构建的不同比例的二元、三元组合体开展了轴向加载试验。试验结果表明:随着煤岩高度比增大,组合体峰前总能量也逐渐增大,... 为研究引发冲击地压的能量在煤岩系统中的分布规律,理论分析了二元、三元组合模型峰前能量分布计算公式,并对自主构建的不同比例的二元、三元组合体开展了轴向加载试验。试验结果表明:随着煤岩高度比增大,组合体峰前总能量也逐渐增大,但增幅逐渐减小;相同煤岩高度比的组合体,岩石组分越硬,组合体峰前总能量越小;无论何种组合体,煤组分能量占比最大,均大于50%;随着煤岩高度比的增大,煤组分能量占比逐渐增大,岩石组分能量占比逐渐减小;煤岩高度比相同的组合体,岩石组分越硬,煤组分能量占比越大。组合体峰前能量主要分布在煤组分中,其次为粗砂岩,细砂岩积聚能量最少。由此表明:煤岩系统中的能量主要分布在软弱煤岩层中,岩层弹性模量越大,积聚能量越少。据此提出了直接释能和间接释能两种冲击地压防控理念,对现场冲击地压的防治具有指导意义。 展开更多
关键词 冲击地压 煤岩组合体 破坏 能量 分布规律
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关于脆性岩体岩爆成因的理论分析 被引量:22
4
作者 伍法权 伍劼 祁生文 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2010年第5期589-595,共7页
大型工程开挖中,高地应力环境下高储能脆性岩体通常会通过脆性破裂快速释放应变能,产生岩爆。针对这类岩爆现象进行了一系列理论探讨,认为:(1)开挖条件下脆性岩体的岩爆破坏主要为张破裂或者张剪性破裂,破裂角一般较小,呈薄片状或刀口... 大型工程开挖中,高地应力环境下高储能脆性岩体通常会通过脆性破裂快速释放应变能,产生岩爆。针对这类岩爆现象进行了一系列理论探讨,认为:(1)开挖条件下脆性岩体的岩爆破坏主要为张破裂或者张剪性破裂,破裂角一般较小,呈薄片状或刀口状。笔者认为开挖产生次生张应力和压剪应力条件下微裂纹裂尖出现张应力是可能的,因此采用格里菲斯强度理论研究开挖岩体破裂是有效的;(2)以格里菲斯强度理论为基础,分析了岩体在二维和三维情形下的岩爆破裂应力判据和破裂角,指出在有张应力的条件下,岩体的剪破裂角会减小,直至为零,这就解释了开挖面附近薄片状、刀口状破裂现象的原因;(3)分析了脆性岩体岩爆破裂的能量过程,指出张性破裂所耗能量较小,而张剪性和压剪性破裂耗能较高。认为岩爆破裂消耗的能量主要转化为新生裂纹的表面能和破裂碎片的动能,并指出表面能所占比例较动能为小。由此解释了脆性岩体岩爆破坏以动力效应为主的特征;(4)本文理论分析成果的工程应用价值在于:可以预示开挖脆性岩体破裂部位、破裂方式和破裂范围;提出岩爆破裂的张性应力控制依据。 展开更多
关键词 岩爆 破裂判据 破裂角 动能
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喜马拉雅东构造结西缘地应力特征及其对隧道围岩稳定性的影响 被引量:21
5
作者 张重远 杜世回 +6 位作者 何满潮 秦向辉 李彬 陈兴强 陈群策 孟文 黄勇 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期954-968,共15页
拟建川藏铁路林芝—通麦段位于喜马拉雅东构造结西侧,构造和应力环境非常复杂,查明其现今地应力特征对于铁路线路工程地质条件评价和隧道科学施工有重要的指导作用。采用水压致裂法在林芝—通麦段实施总计20个钻孔原地应力测量,根据实... 拟建川藏铁路林芝—通麦段位于喜马拉雅东构造结西侧,构造和应力环境非常复杂,查明其现今地应力特征对于铁路线路工程地质条件评价和隧道科学施工有重要的指导作用。采用水压致裂法在林芝—通麦段实施总计20个钻孔原地应力测量,根据实测数据对该段的现今地应力特征进行研究,并对其围岩稳定性和工程灾害效应进行评价。结果表明:(1)林芝—通麦段实测主应力随埋深的增大而增加,但整体应力积累水平相对偏低,500 m以深发育走滑型应力,表明水平主应力占主导,与区域动力学环境和主要构造活动方式相一致;(2)实测SH平均方位角为N61°~72°E,与震源机制解、GPS和壳幔各向异性资料揭示的区域构造应力方向具有较好的一致性,表明其受区域构造运动方式控制;(3)林芝—通麦段隧道Ⅱ和Ⅲ级围岩以中等~极强岩爆为主,初始岩爆埋深约为400 m,岩爆风险随埋深增加而增大,其中拉月隧道发生强烈~极强岩爆比例最高;(4)基于Hoek-Brown准则预测显示,围岩脆性破坏深度随埋深增大而线性增加,其中拉月隧道最大埋深处围岩脆性破坏深度可能将达1.4倍隧道半径。 展开更多
关键词 岩石力学 川藏铁路 喜马拉雅东构造结 水压致裂法 地应力 岩爆 脆性破坏 围岩稳定性
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地下水封油库场址地应力场及工程稳定性分析研究 被引量:21
6
作者 王成虎 郭啟良 +1 位作者 侯砚和 兰晓雯 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期698-705,共8页
建设战略地下水封石油储备库是完善国家石油储备体系的重要途径之一。鉴于此,我国拟在渤海湾附近投资兴建一大型战略石油储备库。由于地下水封油库特殊的地下结构形式,需要对工程区范围内的地应力的量值和方向进行详细的研究分析。在工... 建设战略地下水封石油储备库是完善国家石油储备体系的重要途径之一。鉴于此,我国拟在渤海湾附近投资兴建一大型战略石油储备库。由于地下水封油库特殊的地下结构形式,需要对工程区范围内的地应力的量值和方向进行详细的研究分析。在工程区共布置5个水压致裂地应力测点,实际测值相对较为离散,各个测点之间很难找到内在联系,因此利用Sheorey模型对5个测点的测值进行了归一化处理,较为准确地给出洞身部位的应力值大小,即最大水平主应力为11.02±1.0 MPa,最小水平主应力范围为6.82±1.0 MPa,最大主应力的方向为76°(±13°),这与B.C.Haimson等人在朝鲜半岛的研究成果较为吻合,实测地应力场方向与世界应力图所给出的区域构造应力场的方向极为一致,即WSW-ENE到E-W之间。按照修正后的岩体强度应力比方法评价工程区的应力状态可知,地应力量值中等,地应力场对地下工程稳定性影响不大。在这样的远场应力条件下,按照开挖后洞室截面周边最大应力和洞室围岩岩体强度之比的分析计算结果,如果洞室轴线沿最大水平主应力方向布置,在开挖过程中,地下洞室围岩基本以线弹性变形为主,局部受节理裂隙面影响的岩体会出现掉块现象。选择合适的洞室截面形状及洞室轴线和地应力场最大水平主应力方向之间的夹角对洞室的稳定性至关重要。 展开更多
关键词 地下水封油库 远场应力 强度应力比 岩爆 脆性破坏
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超超临界1000MW机组锅炉水冷壁爆管原因分析 被引量:15
7
作者 殷尊 《热力发电》 CAS 北大核心 2013年第7期92-96,共5页
对某电厂1号锅炉水冷壁爆管试样进行了化学成分、金相组织、硬度、室温拉伸、室温冲击、EDS能谱等试验分析。结果表明,水冷壁爆管属于短时过热爆管。水冷壁管发生堵塞,或者水循环不良等不正常的运行工况是造成水冷壁管瞬时过热爆管的根... 对某电厂1号锅炉水冷壁爆管试样进行了化学成分、金相组织、硬度、室温拉伸、室温冲击、EDS能谱等试验分析。结果表明,水冷壁爆管属于短时过热爆管。水冷壁管发生堵塞,或者水循环不良等不正常的运行工况是造成水冷壁管瞬时过热爆管的根本原因。此外,水冷壁管超温运行、煤中的腐蚀性硫元素含量偏高、燃烧不充分引起的还原性气氛加速了水冷壁管的失效。建议加强运行监控,控制入炉氧量及煤含硫量,以避免此类爆管问题的发生。 展开更多
关键词 水冷壁 失效 短时过热 硫腐蚀
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各向异性层状砂岩应变岩爆试验研究 被引量:15
8
作者 胡杰 何满潮 +3 位作者 李兆华 冯吉利 冯莉莉 龚文俊 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期735-741,共7页
利用在真三轴应力状态下可实现单面突然卸载的深部应变岩爆模拟试验系统,研究了4种层理倾角(0°,30°,60°和90°)的各向异性层状砂岩的应变岩爆破坏特征.通过采集试验过程中的力、高速摄像和声发射信号,以应力曲线和... 利用在真三轴应力状态下可实现单面突然卸载的深部应变岩爆模拟试验系统,研究了4种层理倾角(0°,30°,60°和90°)的各向异性层状砂岩的应变岩爆破坏特征.通过采集试验过程中的力、高速摄像和声发射信号,以应力曲线和声发射累计能量曲线为基础确定分析关键点.详细描述了不同层理倾角砂岩岩爆后的整体破坏特征和岩爆碎屑特征,分析了4种层理倾角砂岩岩爆试验过程中关键点的声发射累积能量特征.研究发现:层理倾角显著影响岩爆破坏模式,层理倾角较小时更易发生岩爆,岩爆烈度较低,但试样整体破坏更严重. 展开更多
关键词 应变岩爆 各向异性 层状砂岩 破坏特征 能量释放
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孤岛工作面围岩运移及冲击破坏数值模拟研究 被引量:13
9
作者 曹建军 易恩兵 《矿业安全与环保》 北大核心 2015年第2期20-23,共4页
针对孤岛工作面"T"型覆岩结构特征,采用数值模拟方法分析孤岛工作面回采过程中覆岩屈服破坏特征、应力分布规律,研究了孤岛工作面覆岩破断产生强冲击动载荷条件下巷道应力、加速度、位移以及变形速度的变化规律。结果表明:回... 针对孤岛工作面"T"型覆岩结构特征,采用数值模拟方法分析孤岛工作面回采过程中覆岩屈服破坏特征、应力分布规律,研究了孤岛工作面覆岩破断产生强冲击动载荷条件下巷道应力、加速度、位移以及变形速度的变化规律。结果表明:回采初期围岩塑性破坏主要集中在工作面顶板,回采后期覆岩的塑性区逐渐向上覆岩层发展,呈"弧形"对称分布形态;在矿震动载作用下,孤岛工作面巷道左、右帮变形量小于顶、底板变形量,巷道右帮和顶板的变形速度变化较大,且顶板的下沉量最大,左右两帮的垂直应力比顶底板的垂直应力大。研究得出的孤岛工作面覆岩运移、冲击破坏规律,可为工作面防冲工作提供理论指导,以制订针对性的防冲措施,确保工作面安全回采。 展开更多
关键词 孤岛工作面 围岩运移 冲击地压 矿震 屈服破坏
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飞机轮胎爆破模式浅析 被引量:13
10
作者 张建敏 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2014年第1期139-148,共10页
轮胎和机轮失效在航空事故中较为常见,失效过程通常是突然而且剧烈的,后果不容忽视,需要对轮胎爆破进行适航认证.轮胎失效通常与胎内裂缝、外来物体损坏、轮胎过热或大过载有关.而失效通常是在飞机轮胎处于恶劣环境下发生,实际上,在此... 轮胎和机轮失效在航空事故中较为常见,失效过程通常是突然而且剧烈的,后果不容忽视,需要对轮胎爆破进行适航认证.轮胎失效通常与胎内裂缝、外来物体损坏、轮胎过热或大过载有关.而失效通常是在飞机轮胎处于恶劣环境下发生,实际上,在此之前轮胎上可能已经产生了损伤,一直未被发现.飞机轮胎爆破是一种复杂现象,失效模式有多种,目前还没有相关的适航条款和AC通报明确轮胎和机轮失效的危害模式,对考虑轮胎和机轮失效的起落架舱内设计仍处于摸索阶段.对轮胎和机轮失效的危害模式进行了简要分析,可为起落架舱内设计提供参考. 展开更多
关键词 轮胎爆破 机轮失效 危害模式 适航认证
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电厂水冷壁管爆裂失效分析 被引量:11
11
作者 任凯 《理化检验(物理分册)》 CAS 2018年第9期689-691,共3页
某垃圾发电厂锅炉水冷壁管在运行过程中发生爆管事故,采用宏观分析、化学成分分析、金相检验、力学性能测试等方法对水冷壁管爆裂失效的原因进行了分析。结果表明:高温烟气和烟气中所含的有害物质造成水冷壁管外壁的腐蚀减薄,导致水冷... 某垃圾发电厂锅炉水冷壁管在运行过程中发生爆管事故,采用宏观分析、化学成分分析、金相检验、力学性能测试等方法对水冷壁管爆裂失效的原因进行了分析。结果表明:高温烟气和烟气中所含的有害物质造成水冷壁管外壁的腐蚀减薄,导致水冷壁管抗内压强度严重降低而发生爆裂。 展开更多
关键词 水冷壁管 爆裂失效 腐蚀 抗内压强度
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压裂煤岩分区破坏能量耗散机理与应用 被引量:11
12
作者 徐东 邓广哲 +2 位作者 刘华 郑锐 肖乔 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期404-410,418,共8页
针对陕北侏罗纪煤层非典型顶板冲击灾害和硬煤压裂软化等问题,基于断裂力学与损伤力学理论,建立了压裂煤层能量耗散力学模型,研究了压裂煤岩破坏过程中能量演化机理,分析了煤层顶板压裂对大采高工作面煤层分区破坏规律的影响。研究发现... 针对陕北侏罗纪煤层非典型顶板冲击灾害和硬煤压裂软化等问题,基于断裂力学与损伤力学理论,建立了压裂煤层能量耗散力学模型,研究了压裂煤岩破坏过程中能量演化机理,分析了煤层顶板压裂对大采高工作面煤层分区破坏规律的影响。研究发现:压裂裂隙扩展耗散能与水压及煤层损伤程度成正比。煤层压裂能形成压裂裂隙区-塑性软化区-弹性区。煤层中压裂裂隙区、塑性软化区的形成增加了耗散能释放强度,而煤层弹性区是顶板弹性能蓄积的关键区域。进一步分析表明,切割工作面架后顶板弧三角区,可减缓大采高工作面端面顶板破坏释放的能量;有利于优化压裂煤体中压裂裂隙区、塑性软化区和弹性区的能量转化关系。基于水压致裂可增大煤体压裂裂隙区、塑性软化区的耗散能,降低弹性区的可释放弹性能,推导了压裂煤层钻孔间距弹性能判别式。最后,通过典型综采工作面的试验表明:压裂顶板悬顶长度减小11.6 m,煤层压裂弹性能释放6.63×10^(4)J,煤岩软化系数降低24.5%~28.9%,块煤率提高18.4%,煤岩压裂实现了煤层的清洁高效无害化开采。 展开更多
关键词 水力压裂 冲击地压 能量耗散 分区破坏
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基于AHP的堤防安全评价系统研究 被引量:10
13
作者 雷鹏 肖峰 张贵金 《人民黄河》 CAS 北大核心 2013年第2期108-110,113,共4页
堤防的破坏形式主要有溃决、冲决和漫决,堤防的破坏方式主要有渗流作用引起的破坏(管涌、流土等)和失稳引起的破坏(滑坡、崩岸等)。针对堤防不同的破坏模式,建立了基于AHP的堤防安全评价体系,研究了指标值和权重值的确定方法,并应用模... 堤防的破坏形式主要有溃决、冲决和漫决,堤防的破坏方式主要有渗流作用引起的破坏(管涌、流土等)和失稳引起的破坏(滑坡、崩岸等)。针对堤防不同的破坏模式,建立了基于AHP的堤防安全评价体系,研究了指标值和权重值的确定方法,并应用模糊理论对堤防安全进行了综合评价。根据该研究方法,开发了相应的堤防工程安全评价软件,该软件具有针对性强和扩展性好等优点,可为堤防工程的快速诊断、除险加固、运行管理等提供技术支持。 展开更多
关键词 堤防 AHP 安全评价 模糊综合评价 溃决
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巨厚砾岩下回采巷道冲击破坏机理 被引量:10
14
作者 曹光明 镐振 +3 位作者 刘洪涛 郭林峰 赵希栋 张国华 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期290-297,共8页
为探究巨厚砾岩下回采巷道冲击破坏机理,以千秋煤矿21141工作面(半孤岛面)运输巷为工程背景,首先采用数值模拟手段分析正常工作面和半孤岛面主应力场特征和回采巷道围岩区域主应力场特征,以及顶板破断产生的扰动作用对巷道围岩塑性区的... 为探究巨厚砾岩下回采巷道冲击破坏机理,以千秋煤矿21141工作面(半孤岛面)运输巷为工程背景,首先采用数值模拟手段分析正常工作面和半孤岛面主应力场特征和回采巷道围岩区域主应力场特征,以及顶板破断产生的扰动作用对巷道围岩塑性区的影响。结果显示半孤岛开采引起的最大主应力较大,巷道围岩塑性区呈蝶形分布且在煤层中出现急剧扩展。然后分析巷道围岩蝶形塑性区急剧扩展的力学机制,得出巷道RPP曲线,阐述巷道冲击破坏的敏感因素,并揭示巨厚砾岩下回采巷道冲击破坏机理:处于半孤岛面中部的回采巷道在受到顶板破断产生的扰动作用后,巷道围岩区域主应力场突然发生改变,导致围岩蝶形塑性区急剧扩展,并以声响、震动和煤岩体抛出的形式释放存储于体内和围岩系统中的大量弹性能,出现爆炸式破坏的动力现象。 展开更多
关键词 巨厚砾岩 回采巷道 冲击破坏 塑性区
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过热器20G钢管爆裂原因分析 被引量:9
15
作者 谭莹 曹标 +2 位作者 陈明 周崎 莫明珍 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期105-107,共3页
采用金相检验、化学分析、力学性能和扫描电镜对某钢厂锅炉顶棚过热器管爆裂原因进行了分析。结果表明,过热器长期过热导致管胀粗、局部减薄,最终形成裂纹。由于裂纹引起泄漏,使回路其余段内冷却工质的流量减小,导致泄漏处的下游发生短... 采用金相检验、化学分析、力学性能和扫描电镜对某钢厂锅炉顶棚过热器管爆裂原因进行了分析。结果表明,过热器长期过热导致管胀粗、局部减薄,最终形成裂纹。由于裂纹引起泄漏,使回路其余段内冷却工质的流量减小,导致泄漏处的下游发生短时过热爆管,出现大破口。锅炉短期使用的情况下爆管,且显微组织严重球化,证明失效过热器运行时内管壁温度远远超过额定温度318℃,20G钢安全余量不足是导致爆管的主要原因。 展开更多
关键词 20G钢 过热器管 超温 爆裂 管壁超温 失效分析
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三维动静组合加载下岩石的破坏形态及力学性能研究 被引量:9
16
作者 牛勇 李克钢 李祥龙 《昆明理工大学学报(自然科学版)》 CAS 2016年第4期33-37,58,共6页
为研究岩爆等地质灾害发生的力学机制,利用改进的霍普金森杆试验装置,对红砂岩进行预加载三维静应力下受冲击载荷试验,分析红砂岩的破坏形态、能量耗散规律及变形强度特征.研究表明,红砂岩的破坏形态在有无围压情况下,都随着轴压的增大... 为研究岩爆等地质灾害发生的力学机制,利用改进的霍普金森杆试验装置,对红砂岩进行预加载三维静应力下受冲击载荷试验,分析红砂岩的破坏形态、能量耗散规律及变形强度特征.研究表明,红砂岩的破坏形态在有无围压情况下,都随着轴压的增大破坏程度增大,在无围压及有围压情况下分别呈现出"X"型和"圆锥台"型的压剪破坏形态.当轴压固定时,红砂岩的破坏程度随围压的增大而降低.在三维动静组合加载下,红砂岩入射能及单位体积吸收能与平均应变率呈线性递增关系,且递增的程度随轴压的增大表现出先增大后降低的趋势,而随围压的增大而增大.红砂岩应力应变曲线在不同平均应变率下表现出应变回弹、应力跌落及峰后塑性三种类型.红砂岩抗压强度增长因子与平均应变率1/3次幂呈线性递增关系. 展开更多
关键词 岩爆 霍普金森杆 三维动静组合加载 破坏形态 平均应变率
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动载扰动下巷道锚固承载结构冲击破坏机制 被引量:9
17
作者 焦建康 鞠文君 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期94-105,共12页
冲击地压是威胁我国煤矿安全高效开采的主要矿井灾害之一。作为冲击地压的最后一道防线,预紧力锚杆支护系统与其作用范围内围岩共同形成的锚固承载结构决定了巷道围岩的整体稳定性。为研究冲击地压巷道锚固承载结构冲击破坏力学机制和... 冲击地压是威胁我国煤矿安全高效开采的主要矿井灾害之一。作为冲击地压的最后一道防线,预紧力锚杆支护系统与其作用范围内围岩共同形成的锚固承载结构决定了巷道围岩的整体稳定性。为研究冲击地压巷道锚固承载结构冲击破坏力学机制和能量机制,以发生过冲击破坏的回采巷道为地质原型,建立了动静载联合作用下巷道锚固围岩数值模型,采用FLAC^(3D)内置动力模块模拟分析了动静载联合作用下巷道锚固承载结构动载响应特征及冲击破坏过程;根据锚固承载结构的受力状态、强度特征、能量特征以及冲击破坏演化过程,提出了巷道锚固承载结构冲击破坏准则;基于弹性波动力学、弹塑性岩石力学,建立了动载和静载荷联合作用下巷道锚固承载结构稳定性力学和能量模型,得到了动载扰动冲击地压巷道锚固承载结构破坏的力学判据和能量判据。研究结果表明:动载扰动下巷道锚固承载结构冲击破坏演化过程为:动载扰动→浅部围岩损伤变形破坏→锚固系统失效→锚固承载结构失去对深部围岩控制→围岩损伤破坏范围骤增→深部围岩能量瞬时释放→锚固承载结构冲击破坏;动载扰动冲击地压巷道锚固承载结构冲击破坏必须满足应力和能量的双重“超载”条件,必要条件是:动载和巷道围岩静载叠加强度大于锚固承载结构的承载能力,即应力“超载”;充分条件是:动载余能和巷道围岩释放的弹性能量大于锚固承载结构冲击破坏耗能,且有盈余能量并可转化为冲击动能,即能量“超载”;从力学角度分析,锚固承载结构稳定性与锚固围岩体参数、支护强度、所受静载大小和动载荷特征(震源强度、震源距离、衰减系数)相关;从能量角度分析,锚固承载结构动态稳定性主要与动载能量、动载距离和能量衰减系数、主应力量值、锚固承载结构强度、锚杆(索)动载� 展开更多
关键词 冲击地压 锚固承载结构 动载扰动 冲击破坏 巷道
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Classification of microseismic events in high stress zone 被引量:9
18
作者 CAO An-ye DOU Lin-ming +4 位作者 YAN Ru-ling JIANG Heng LU Cai-ping DU Tao-tao LU Zhen-yu 《Mining Science and Technology》 EI CAS 2009年第6期718-723,共6页
For the purpose of having a better understanding of failure mechanisms of rock fracturing in mines, the equivalent point source models of tensile, shear and explosive seismic events were established, and the relations... For the purpose of having a better understanding of failure mechanisms of rock fracturing in mines, the equivalent point source models of tensile, shear and explosive seismic events were established, and the relationship between far-field seismic displacements of the waves and the corresponding equivalent forces were analyzed as well. Based on the results of a microseismic monitoring carried out in the mining progress of 9202 working face under the upper remnant coal pillar in Sanhejian Mine, the waveform features of the seismic events associated with different failure modes were further analyzed. The results show that the signals corresponding to different failure mechanisms have different radiation patterns of the seismic displacements, and different characteristics in waveform features, such as dominant frequency, energy released, the ratio of S- to P-wave energy, and so on. In addition, the rock burst happened in the high stress zone is mainly the result of the strong shear fracturing in the mining process. The results of this study have significantly improved the understanding of the characteristics of the failures associated with underground mining, and will greatly benefit the prevention and control of rock burst hazards in burst-prone mines. 展开更多
关键词 rock burst microseismic monitoring failure mechanism WAVEFORM CHARACTERISTICS
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含瓦斯突出隧道破坏机理及其控制探讨 被引量:7
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作者 黄雄军 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期205-210,共6页
瓦斯是隧道施工地质灾害之一,瓦斯突出给工程施工造成的危害性极大。文章结合某铁路瓦斯高风险隧道工程施工实例,对隧道瓦斯突出的破坏机理进行了研究,从超前地质预测预报、瓦斯监测、施工通风、揭煤方式等方面探讨了隧道施工瓦斯突出... 瓦斯是隧道施工地质灾害之一,瓦斯突出给工程施工造成的危害性极大。文章结合某铁路瓦斯高风险隧道工程施工实例,对隧道瓦斯突出的破坏机理进行了研究,从超前地质预测预报、瓦斯监测、施工通风、揭煤方式等方面探讨了隧道施工瓦斯突出的预防、控制和安全措施。结果表明:(1)瓦斯突出是一种复杂的动力现象,是突出的煤体、岩石、瓦斯和应力场等多种因素作用的结果,煤岩体所积存的弹性应变能和瓦斯内能是瓦斯突出发生的能量,地应力突变和掘进施工的扰动是激发瓦斯突出的诱因;(2)铁路隧道瓦斯突出主要是掌子面存在薄弱点或面,在掘进施工的扰动下,如果预防措施不到位,容易产生瓦斯突出;(3)以超前水平钻孔、加深炮孔探测和瓦斯测定技术为主,各种物探方法相结合的综合超前地质预测预报系统,是预防瓦斯突出的重要手段;(4)采用瓦斯排放、揭煤、通风、结构处理等技术措施,结合安全标准化管理系统,能够有效规避施工安全风险。 展开更多
关键词 瓦斯高风险隧道 瓦斯突出 破坏机理 控制措施
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瓦斯对煤冲击倾向性影响的试验研究 被引量:7
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作者 张广辉 欧阳振华 +3 位作者 齐庆新 李宏艳 邓志刚 蒋军军 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3159-3165,共7页
为研究瓦斯对煤冲击倾向性的影响,在不同瓦斯压力下测定了煤的冲击倾向性指标,分析了含瓦斯煤样在多级循环加载和单轴应变加载时能量积聚与耗散情况。研究结果表明:在孔隙瓦斯压力和吸附瓦斯共同作用下,煤样冲击倾向性指标由强向弱或由... 为研究瓦斯对煤冲击倾向性的影响,在不同瓦斯压力下测定了煤的冲击倾向性指标,分析了含瓦斯煤样在多级循环加载和单轴应变加载时能量积聚与耗散情况。研究结果表明:在孔隙瓦斯压力和吸附瓦斯共同作用下,煤样冲击倾向性指标由强向弱或由弱向无转变;瓦斯降低了煤样的强度,在多级循环过程中由损伤和塑性变形引起的耗散能增加,煤样储存弹性应变能的能力下降,完全破坏时煤样盈余能量减少,瓦斯弱化了煤的冲击特性;伴随瓦斯压力的增加,能量跌落系数逐渐变大,表明瓦斯致使煤样的破坏形式由脆性向脆塑性转变;基于瓦斯对煤的冲击倾向性和破坏形式的影响,在含瓦斯煤层冲击倾向性测定和冲击危险性评价过程中,应充分考虑瓦斯对煤层冲击特性的影响。 展开更多
关键词 瓦斯 冲击倾向性 能量耗散 破坏形式
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