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动力扰动下深部高应力矿柱力学响应研究 被引量:82
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作者 李夕兵 李地元 +1 位作者 郭雷 叶洲元 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期922-928,共7页
对深部矿柱在承受高静载应力时的动力扰动力学模型进行应力波传播力学响应分析,采用FLAC3D有限差分程序对深部开采圆形矿柱进行高应力下动力扰动数值计算。研究高径比为4的圆形矿柱在承受不同静载作用时对动力扰动的力学响应特性,通过... 对深部矿柱在承受高静载应力时的动力扰动力学模型进行应力波传播力学响应分析,采用FLAC3D有限差分程序对深部开采圆形矿柱进行高应力下动力扰动数值计算。研究高径比为4的圆形矿柱在承受不同静载作用时对动力扰动的力学响应特性,通过改变矿柱所受静载应力的大小,来考察承压不同的矿柱对外界动力扰动的响应情况;通过改变扰动应力波峰值的大小,来考察动力扰动强度的变化对承受高应力矿柱稳定性的影响。矿柱的数值分析结果表明:承受高应力的岩体,随着所受初始静载应力的增大,外界的动力扰动对其影响就越明显;承受高静载应力的矿柱,较小的动力扰动可能会使其发生塑性破坏而导致深部开采时的“多米诺骨牌”效应。 展开更多
关键词 岩石力学 动力扰动 高应力矿柱 力学响应
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500MW机组锅炉模型及实验分析 被引量:56
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作者 曾德良 赵征 +1 位作者 陈彦桥 刘吉臻 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第5期149-152,共4页
为了更好的的分析各种控制系统的性能和评价不同控制算法的效果,文中介绍了一种通用的锅炉非线性动态模型。通过对500 MW汽轮发电机组上的两个扰动实验的讨论分析,解决了实际锅炉蓄热系数、磨煤机动态和水冷壁动态的求取问题。该文根据... 为了更好的的分析各种控制系统的性能和评价不同控制算法的效果,文中介绍了一种通用的锅炉非线性动态模型。通过对500 MW汽轮发电机组上的两个扰动实验的讨论分析,解决了实际锅炉蓄热系数、磨煤机动态和水冷壁动态的求取问题。该文根据燃料量扰动试验中的主蒸汽流量Dt和锅炉的蓄热系数bC~与汽包压力Pd的微分的乘积构造出热量信号Dq,替代锅炉总有效吸热量,以求取磨煤机动态和水冷壁动态模型的传递函数,有效地解决了很难通过传感器准确测量的锅炉总有效吸热量问题。将500 MW汽轮发电机组的实际参数和实验计算结果代入模型中,建立起实际500 MW汽轮发电机组的仿真模型。与实际机组的扰动试验数据进行仿真对比,所构造的锅炉模型与实际的压力输出吻合得很好,验证了模型的有效性和正确性。 展开更多
关键词 500MW汽轮发电机组 锅炉 磨煤机 水冷壁 非线性模型 实验分析 电厂
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深部硬岩矿山岩爆的动静组合加载力学机制与动力判据 被引量:68
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作者 李夕兵 宫凤强 +7 位作者 王少锋 李地元 陶明 周健 黄麟淇 马春德 杜坤 冯帆 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期708-723,共16页
深部开采是硬岩矿山未来发展的必由之路。深部开采中经常遭遇的岩爆灾害是硬岩矿山未来发展过程中必须要解决的关键科学问题之一。针对岩爆机制这一世界性科学难题,从深部围岩储能特性、高应力赋存环境和开采受力全路径进行科学分析,发... 深部开采是硬岩矿山未来发展的必由之路。深部开采中经常遭遇的岩爆灾害是硬岩矿山未来发展过程中必须要解决的关键科学问题之一。针对岩爆机制这一世界性科学难题,从深部围岩储能特性、高应力赋存环境和开采受力全路径进行科学分析,发现其本质上属于硬岩介质承受"静应力+动力扰动"的动静组合加载力学问题。根据这一思路,在广泛收集国内外典型岩爆案例的基础上,分析了孕育岩爆的"完整弹脆性岩体+高地应力+动力扰动"等必要条件,进一步阐述了深部硬岩矿山岩爆的动静组合力学机制和最近的研究进展。具体研究中,利用硬岩材料,一方面从"静应力+卸载扰动"和"静应力+加载扰动"这2个方面研究了岩爆的力学机制,另一方面在考虑深部工程开挖空间结构效应的基础上,从"静应力+应力调整"和"静应力+动力扰动"这2个方面考察了深部圆形洞室洞壁围岩发生应变型岩爆的破坏特性,分别阐明了不同类型的动静组合加载力学机制。在此基础上,提出了基于动静能量指数的岩爆动力判据和控制思路,岩爆发生的静力和动力组合作用加载的深入研究,为岩爆机制探索提供了新思路和新方法。 展开更多
关键词 采矿工程 深部开采 硬岩 岩爆 金属矿山 动静组合 高应力 动力扰动
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动态扰动触发深部巷道发生失稳破裂的数值模拟 被引量:61
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作者 朱万成 左宇军 +2 位作者 尚世明 李占海 唐春安 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期915-921,共7页
处于深部的岩体内部积累了大量的弹性应变能,在外部动力扰动下这些能量以非常猛烈的方式释放,从而导致岩爆的发生。模拟不同侧压力系数条件下动态扰动触发深部巷道发生失稳破裂的整个过程,并揭示动态扰动触发巷道岩爆的力学机制。数值... 处于深部的岩体内部积累了大量的弹性应变能,在外部动力扰动下这些能量以非常猛烈的方式释放,从而导致岩爆的发生。模拟不同侧压力系数条件下动态扰动触发深部巷道发生失稳破裂的整个过程,并揭示动态扰动触发巷道岩爆的力学机制。数值模拟结果表明,动态扰动对巷道变形与破裂的触发与地应力状态密切相关;动态扰动应力波的波形也是影响巷道破裂的重要因素,随着应力波幅值和应力波作用时间的加长,动态扰动给巷道稳定性带来的影响越大。因此,对动态扰动触发巷道破坏的研究具有非常重要的理论价值和现实意义。 展开更多
关键词 井巷工程 动力扰动 失稳破坏 数值模拟
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动力扰动下深部巷道围岩力学响应FLAC分析 被引量:45
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作者 高富强 高新峰 康红普 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2009年第4期680-685,共6页
深部巷道具有强烈的动力扰动特征。采用有限差分数值计算软件FLAC(Fast La-grangian Analysis of Continua)对动力扰动下巷道围岩力学响应进行了数值分析。结果表明:动力扰动增大巷道顶、底板的水平应力峰值,并使峰值位置后置;扰动后巷... 深部巷道具有强烈的动力扰动特征。采用有限差分数值计算软件FLAC(Fast La-grangian Analysis of Continua)对动力扰动下巷道围岩力学响应进行了数值分析。结果表明:动力扰动增大巷道顶、底板的水平应力峰值,并使峰值位置后置;扰动后巷道顶板下沉量及巷道围岩塑性区范围显著增加。原岩应力越大,动力扰动对巷道围岩应力场、位移场及塑性区范围影响就越显著,对于深部高应力巷道,动力扰动可使巷道顶、底板的水平应力峰值达到极高应力状态,并存在大范围的塑性屈服区域,具有发生岩爆的危险。 展开更多
关键词 深部巷道 动力扰动 力学响应 FLAC
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深部岩巷在动力扰动下的破坏机理分析 被引量:42
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作者 左宇军 唐春安 +1 位作者 朱万成 谭志宏 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期742-746,共5页
结合某巷道工程实例,利用新开发的动态版岩石破裂过程分析系统RFPA2D分析了动力扰动对深部岩巷破坏过程的影响,从细观角度分析了不同深度或受不同静压力的岩石巷道在动力扰动下的破坏规律.结果表明,对于不同埋深的巷道,所受应力状态不同... 结合某巷道工程实例,利用新开发的动态版岩石破裂过程分析系统RFPA2D分析了动力扰动对深部岩巷破坏过程的影响,从细观角度分析了不同深度或受不同静压力的岩石巷道在动力扰动下的破坏规律.结果表明,对于不同埋深的巷道,所受应力状态不同,则所处稳定状态也不同.当巷道埋深较小时,处于较稳定状态;当巷道埋深较大时,越来越接近临界稳定状态,较小的扰动便可以导致裂纹的大规模瞬时动力扩展,诱发巷道的失稳破坏,并伴随着应变能的高速释放.深部巷道所受静压较大,在动力扰动下比浅部巷道更易发生失稳破坏. 展开更多
关键词 深部岩巷 动力扰动 失稳破坏 非均匀性 数值模拟
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厚煤层综放开采的降载减冲原理及其应用研究 被引量:33
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作者 窦林名 李振雷 何学秋 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期221-230,共10页
冲击矿压是典型的煤岩动力灾害之一,随开采强度增大,厚煤层的冲击频次更高、致灾程度更严重,因此,厚煤层开采冲击灾害防治是必须要解决的问题.综合采用调研、理论分析、数值模拟及工程实践等方法,研究厚煤层综放开采的降载减冲原理.结... 冲击矿压是典型的煤岩动力灾害之一,随开采强度增大,厚煤层的冲击频次更高、致灾程度更严重,因此,厚煤层开采冲击灾害防治是必须要解决的问题.综合采用调研、理论分析、数值模拟及工程实践等方法,研究厚煤层综放开采的降载减冲原理.结果表明:综放开采对采场和巷道围岩应力集中具有弱化作用;随采厚增加,综放开采的静载集中程度先快速降低再趋于稳定,动载扰动先缓慢增大再陡然台阶升高.综放开采在一定采厚范围内具有降载减冲效应.厚煤层防冲应优先选择综放采煤法,通过在合理范围内增加采厚来降低静载应力集中并通过实施断顶措施来弱化动载扰动.兴安矿和峻德矿的工程实践表明,综放开采相对于分层综采的冲击频次少、范围小、烈度轻,证实综放开采具有降载减冲作用. 展开更多
关键词 冲击矿压 厚煤层 综放开采 动载扰动 静载集中
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动力扰动下含软弱夹层巷道围岩稳定性数值分析 被引量:28
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作者 唐礼忠 高龙华 +1 位作者 王春 蒋锋 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期63-69,共7页
为了研究动力扰动下不同厚度a、位置h和倾角θ的软弱夹层对巷道围岩稳定性的影响,利用有限元软件ABAQUS对含有夹层巷道受到采场爆破作用下围岩的力学响应进行数值分析,并结合冬瓜山铜矿深部出矿巷道实际提出支护优化方案。结果表明,动... 为了研究动力扰动下不同厚度a、位置h和倾角θ的软弱夹层对巷道围岩稳定性的影响,利用有限元软件ABAQUS对含有夹层巷道受到采场爆破作用下围岩的力学响应进行数值分析,并结合冬瓜山铜矿深部出矿巷道实际提出支护优化方案。结果表明,动力扰动下:1)巷道顶板和两帮应力、位移与夹层厚度a或位置h呈非线性变化关系,围岩的稳定性随着a或h的增加先减小后增大,说明了厚度a或位置h对围岩次生静应力和动力扰动衰减的影响程度的相对变化;2)随着软弱夹层倾角θ增大,夹层对动力波的衰减作用增大,夹角较大时,对动力波的衰减作用更显著;3)软弱夹层对冬瓜山铜矿出矿巷道围岩的稳定性起重要作用,支护措施和技术参数优化可有效控制围岩变形,验证了上述研究的正确性。 展开更多
关键词 动力扰动 软弱夹层 力学响应 支护优化 数值模拟
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振荡冲击电压下局部放电检测系统研究 被引量:28
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作者 赵学风 孙振权 +1 位作者 姚秀 李彦明 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期188-193,共6页
为了研究振荡冲击电压下局部放电现象,设计了振荡冲击波形发生器,根据等效电路模型,推导出波形参数表达式;制作了一款专门用于冲击电压下局部放电脉冲测量的高频电流传感器,研究了线圈匝数和积分电阻对其频率特性的影响,利用函数发生器... 为了研究振荡冲击电压下局部放电现象,设计了振荡冲击波形发生器,根据等效电路模型,推导出波形参数表达式;制作了一款专门用于冲击电压下局部放电脉冲测量的高频电流传感器,研究了线圈匝数和积分电阻对其频率特性的影响,利用函数发生器和方波电压源测试校准了传感器实际动态响应;在此基础上建立了一套局部放电脉冲测量系统,并对针板电极实验模型在振荡冲击电压下的局部放电信号进行测量。试验结果表明,该测量系统能够有效抑制源干扰,提取局部放电脉冲,为进一步研究振荡冲击电压下局部放电特征和机理提供重要价值。 展开更多
关键词 振荡冲击电压 电流传感器 动态响应 局部放电测量 干扰
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受静载荷作用的岩石动态断裂的突变模型 被引量:26
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作者 左宇军 李夕兵 赵国彦 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期654-658,共5页
将突变理论应用于分析受静载作用的岩石因扰动而导致的动态断裂的过程,建立了受静载作用的岩石内部裂纹在应力谐波扰动下扩展的双尖点突变模型,发现了受静载作用的岩石内部裂纹结构振动频率的变化规律,以及应力谐波扰动时受静载作用的... 将突变理论应用于分析受静载作用的岩石因扰动而导致的动态断裂的过程,建立了受静载作用的岩石内部裂纹在应力谐波扰动下扩展的双尖点突变模型,发现了受静载作用的岩石内部裂纹结构振动频率的变化规律,以及应力谐波扰动时受静载作用的岩石内部裂纹结构的响应存在着非线性关系,给出了受静载作用的岩石动态断裂新判据,从几何角度宏观描述了裂纹扩展的复杂过程. 展开更多
关键词 受静载作用的岩石 动态断裂 突变模型 动力扰动
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动力扰动下不同硬度煤层巷道围岩响应特征研究 被引量:26
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作者 温颖远 牟宗龙 +2 位作者 易恩兵 王浩 刘振江 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2013年第4期555-559,共5页
为了探讨动力扰动对不同硬度煤层巷道围岩稳定性的影响规律,对动力扰动下不同硬度煤层巷道围岩力学响应进行了数值分析。结果表明:动力扰动对软硬煤煤层巷道围岩稳定性显著影响时间为0.4 s;在巷道顶板水平应力波动幅值、顶板及帮部围岩... 为了探讨动力扰动对不同硬度煤层巷道围岩稳定性的影响规律,对动力扰动下不同硬度煤层巷道围岩力学响应进行了数值分析。结果表明:动力扰动对软硬煤煤层巷道围岩稳定性显著影响时间为0.4 s;在巷道顶板水平应力波动幅值、顶板及帮部围岩变形程度方面,软煤大于硬煤,而在帮部垂直应力波动幅值、底板水平应力波动幅值、底板变形程度及帮部和底板的塑性区面积方面,硬煤大于软煤;软硬煤煤层巷道顶板变形程度均大于底板和帮部,软煤帮部变形程度明显大于底板;在巷道变形位移显著上升时间段内,软硬煤煤层巷道帮部和底板位移变化速率不一致,而顶板位移变化速率一致。 展开更多
关键词 动力扰动 力学响应 巷道围岩
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动力扰动下深部巷道卸压孔与锚杆联合支护的数值模拟 被引量:24
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作者 宋希贤 左宇军 王宪 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期3158-3165,共8页
为探索动力扰动下深部巷道围岩稳定的控制方法,在分析钻孔卸压作用机理的基础上探讨卸压孔与锚杆联合支护技术。结合某一巷道围岩,采用RFPA2D-Dynamic数值软件,在模拟静载荷作用下巷道破坏机理的基础上,模拟和分析动载荷作用下巷道围岩... 为探索动力扰动下深部巷道围岩稳定的控制方法,在分析钻孔卸压作用机理的基础上探讨卸压孔与锚杆联合支护技术。结合某一巷道围岩,采用RFPA2D-Dynamic数值软件,在模拟静载荷作用下巷道破坏机理的基础上,模拟和分析动载荷作用下巷道围岩动态损伤破坏发展以及围岩中应力场重新分布的过程,揭示动力扰动下深部巷道卸压孔与锚杆联合支护的作用机理。研究结果表明:卸压孔与锚杆联合支护使巷道围岩自身形成承载结构并使高应力向深部转移,改善围岩中的应力环境,取得较理想的支护效果。因此,卸压孔与锚杆联合支护技术的研究对寻求深部巷道围岩稳定的控制方法具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 动力扰动 深部巷道 卸压钻孔 联合支护 数值模拟
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不同侧压系数对动载诱发巷道底板冲击的影响 被引量:24
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作者 谢龙 窦林名 +2 位作者 吕长国 于贵良 王毅 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2013年第2期251-255,共5页
为了探讨侧压系数对动载诱发特厚煤层巷道底板冲击的影响,使用岩体力学和FLAC2D有限差分数值模拟软件研究了不同侧压系数作用下应力波诱发特厚煤层巷道底板冲击的动态响应规律及显现过程。研究表明,动力扰动的作用是使处于极限应力下的... 为了探讨侧压系数对动载诱发特厚煤层巷道底板冲击的影响,使用岩体力学和FLAC2D有限差分数值模拟软件研究了不同侧压系数作用下应力波诱发特厚煤层巷道底板冲击的动态响应规律及显现过程。研究表明,动力扰动的作用是使处于极限应力下的煤体应力增加并打破平衡状态从而诱发底板冲击;动载作用下,随着侧压系数的增加巷道底板的临界水平应力值和最大应力差呈线性增加,底板最大垂直位移在2.0期间呈非线性增加,在2.0后出现微降,说明底板失稳难易程度与底板冲击显现强度不完全呈正相关;底板冲击的显现过程是底板的水平应力瞬间达到临界水平应力,底板塑性破坏区域扩大,致使弹性能瞬间释放,最终导致底板垂直位移发生突然增大产生冲击。研究成果为探索底板冲击机理及防治提供借鉴。 展开更多
关键词 底板冲击 侧压系数 动载扰动 数值模拟
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动力扰动诱发承压水底板关键层失稳的突变理论研究 被引量:24
14
作者 左宇军 李术才 +1 位作者 秦泗凤 李利平 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期2361-2366,共6页
应用突变理论建立了承压水底板关键层在动力扰动下失稳的双尖点突变模型,探讨了动力扰动诱发煤层底板关键层失稳的机制,给出了关键层在动力扰动下失稳的判据,揭示了关键层动力失稳的机理。研究表明,关键层破坏与否,不仅取决于关键层的... 应用突变理论建立了承压水底板关键层在动力扰动下失稳的双尖点突变模型,探讨了动力扰动诱发煤层底板关键层失稳的机制,给出了关键层在动力扰动下失稳的判据,揭示了关键层动力失稳的机理。研究表明,关键层破坏与否,不仅取决于关键层的内因如几何尺寸和岩石的性质等,还取决于外部作用力的大小和方式;承压水等静载荷作用对关键层结构振动频率的变化有一定的影响;对于受承压水等静载荷作用的底板关键层,不同的动压,如扰动的幅度、作用时间和频率的不同组合会对底板关键层结构产生不同的影响,有的是弹性振动,有的是稳定破坏,有的是突然断裂或失稳。 展开更多
关键词 突水 承压水底板关键层 动力扰动 突变 稳定性
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动力扰动对岩爆的影响分析 被引量:20
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作者 王贤能 黄润秋 《山地研究》 CSCD 1998年第3期188-192,共5页
弹性应变能的积聚是产生岩爆的内因,但岩爆的发生往往具有外界因素的扰动.据些首先分析了动力扰动对岩爆触发的机理,然后结合某水电站引水隧洞岩爆实例,利用复反应分析原理计算了动力扰动过程对岩爆的影响.
关键词 岩爆 动力扰动 影响机理 数值模拟
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六盘山自然保护区不同类型植被对人类旅游干扰的响应 被引量:19
16
作者 武国柱 席建超 +2 位作者 刘浩龙 王长发 余治家 《资源科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2008年第8期1169-1175,共7页
从人类旅游干扰与生态系统响应互作的双重视角,选择保护区3个核心景区的不同植被类型。在初春植物萌芽敏感期(旅游“五一”黄金周期间),分别进行0~500次的践踏处理,并在2周、3个月后跟踪调查植被与土壤的响应情况。研究结果表明... 从人类旅游干扰与生态系统响应互作的双重视角,选择保护区3个核心景区的不同植被类型。在初春植物萌芽敏感期(旅游“五一”黄金周期间),分别进行0~500次的践踏处理,并在2周、3个月后跟踪调查植被与土壤的响应情况。研究结果表明:①旅游践踏强度与植物生长负效应呈显著相关,各种类型植被都表现为高度降低,盖度下降,种群发生变异,土壤硬度增加等负面效应,即使经过2周和3个月恢复,践踏对植被生长负面影响并没有消失,仍在持续;②不同植被类型对人类旅游践踏干扰响应差别较大。小南川景区对旅游践踏响应最大,梁殿峡次之,野荷谷最小;③结合旅游者对景区土壤裸露度的可接受改变限度(Limits of Acceptable Change,LAC)测定,小南川景区在处理前后,均超过了LAC阈值;梁殿峡景区仅在500次践踏强度处理下,2周后LAC超过阈值,3个月后。恢复到LAC阈值以内;野河谷景区在75~500次践踏处理后,2周内都超过LAC阈值,3个月后250次和500次处理仍超过阈值水平。可见,瞬间饱和践踏很容易对植被带来重大破坏,这些后续变化已影响到旅游者游憩体验。3种地表植被类型中,除野荷谷景区外,小南川和梁殿峡景区植被长期管理问题十分突出。因此,在目前保护区缺乏系统规划建设前提下,采取相关措施已十分必要。 展开更多
关键词 六盘山 敏感期 动态响应 旅游干扰
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动载扰动诱发底板冲击矿压演化规律研究 被引量:19
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作者 徐学锋 窦林名 +3 位作者 刘军 张银亮 张国华 王士超 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2012年第3期334-338,共5页
为了研究动载作用下底板冲击矿压的演化规律,采用理论分析和数值模拟的手段研究了动应力波作用下巷道底板煤体的应力和位移等参数的响应特征,揭示了动载扰动诱发底板冲击的原因和显现过程。研究结果表明:动应力和巷道底板的高水平应力... 为了研究动载作用下底板冲击矿压的演化规律,采用理论分析和数值模拟的手段研究了动应力波作用下巷道底板煤体的应力和位移等参数的响应特征,揭示了动载扰动诱发底板冲击的原因和显现过程。研究结果表明:动应力和巷道底板的高水平应力叠加使底板煤体达到或超过强度极限发生屈曲失稳和变形,并且应力波入射到底板表面反射形成拉应力导致底板发生层裂破坏,在这过程中破坏范围逐渐扩大,导致底板冲击。动载作用过程中底板煤体的水平应力、垂直应力、应力差先上升后瞬间大幅度降低,同时底板煤体拉伸破坏的层裂破坏范围和垂直位移瞬间增加,在此过程中,底板水平应力集中现象逐渐消失。 展开更多
关键词 动载扰动 底板冲击 演化规律 数值模拟
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深部开采动力扰动下底板应力演化及裂隙扩展机制 被引量:19
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作者 李春元 张勇 +2 位作者 张国军 高守阳 王泓博 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期2031-2040,共10页
深部开采地应力增高及动力灾害增多驱动岩体裂隙扩展导致底板突水事故频发,使得研究动力扰动下裂隙扩展机制具有指导意义。根据弹性理论推导分析了顶板动力扰动对底板应力的影响,模拟计算了动力扰动下底板应力及位移演化规律,基于卸荷... 深部开采地应力增高及动力灾害增多驱动岩体裂隙扩展导致底板突水事故频发,使得研究动力扰动下裂隙扩展机制具有指导意义。根据弹性理论推导分析了顶板动力扰动对底板应力的影响,模拟计算了动力扰动下底板应力及位移演化规律,基于卸荷岩体理论分阶段研究了动力扰动下端部效应区及卸荷作用下突水通道发育区的裂隙扩展机制,结合岩体渗流特征分析了高承压水压力下裂隙的渗透作用,并进行了工程验证。结果表明:随动力扰动强度增加,端部效应区应力非线性增长;动力扰动强度越大,卸荷起点越高,越易满足裂隙扩展的临界应力;动力扰动强度决定了底板裂隙的扩展及渗透作用机制,当突水通道发育区渗透率突变增加的岩层深度大于隔水层厚度时将诱发底板突水。 展开更多
关键词 动力扰动 裂隙扩展 应力演化 来压步距 底板突水 深部开采
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Failure characteristics of high stress rock induced by impact disturbance under confining pressure unloading 被引量:18
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作者 YIN Zhi-qiang LI Xi-bing +2 位作者 JIN Jie-fang HE Xian-qun DU Kun 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2012年第1期175-184,共10页
The failure characteristics under coupled static and dynamic loading were investigated by the improved split Hopkinson pressure bar (SHPB) with axial pre-pressure and confining pressure. The results show that the st... The failure characteristics under coupled static and dynamic loading were investigated by the improved split Hopkinson pressure bar (SHPB) with axial pre-pressure and confining pressure. The results show that the stress—strain curve of the rock under static-dynamic coupled loading is a typical class I curve when the dynamic load is comparatively high; With the decrease of the dynamic load, the stress—strain curve transforms to a typical class II curve. The dynamic failure process was recorded by high-speed photography. Analyses of fracture surface morphology show that the failure modes of specimens are tensile failure or combined shear failure when the impact load energy is low, but the failure modes of specimens become tensile failure when the impact load energy is high. The results of fractal dimension show that the elastic potential energy release leads to increase in the degree of crushing of samples when the energy of impact load is low under coupled static and dynamic loads with high stress. 展开更多
关键词 high stress coupled static and dynamic loading impact disturbance high-speed photography
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动载扰动下深部煤巷冲击冒顶的颗粒流数值模拟研究 被引量:18
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作者 靖洪文 吴疆宇 +2 位作者 尹乾 史新帅 赵振龙 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期3475-3487,共13页
为研究动载扰动下深部煤巷冲击冒顶的致灾机制,以山东龙郓煤业冲击冒顶巷道为工程背景,基于颗粒流软件PFC2D建立了锚杆索锚固巷道围岩结构的"两介质–四界面"模型,模拟再现高应力和动载扰动耦合作用下煤巷冲击冒顶全程的细观... 为研究动载扰动下深部煤巷冲击冒顶的致灾机制,以山东龙郓煤业冲击冒顶巷道为工程背景,基于颗粒流软件PFC2D建立了锚杆索锚固巷道围岩结构的"两介质–四界面"模型,模拟再现高应力和动载扰动耦合作用下煤巷冲击冒顶全程的细观结构演化特征。分析冲击荷载对不同支护方案巷道围岩位移场、力链场、裂纹场、破坏模式、顶板动能演化和顶板接触应力的影响规律,从细观层面揭示冲击地压下煤巷锚杆索的锚固及失效机制。结果表明:深部煤巷在高应力和动载扰动的耦合作用下,煤岩体内积聚的高弹性能瞬间释放,致使锚杆索与煤岩体间的力链断裂,呈断续力链分布特征。断续力链破坏和集中力链分布区丧失,导致锚杆索锚固失效,诱发冲击冒顶事故。锚杆索锚固界面容易萌生拉剪裂纹,并表现出突发性积聚,致使锚索顶端发育的拉剪裂纹扩展贯通,形成明显的裂隙离层。在界面剪应力和锚杆–煤岩组合体拉应力的叠加作用下,顶板锚索在煤层与直接顶界面处更容易发生破断,且该破断位置积聚了大量拉剪裂纹。锚杆的作用在于与锚固区内煤岩形成具有完整力链的锚杆–煤岩组合承载结构,确保表层围岩的完整性、承载能力和抑制锚固区内拉剪裂纹的发育。锚索的作用在于与顶板坚硬岩石形成稳定的力链集中区域,将表层围岩悬吊至顶板坚硬岩层,防止表层围岩的冒落。据此提出了强化表层围岩完整性和承载能力以及优化锚索的破断极限的支护原则,为深部煤巷防治冲击冒顶提供了新思路。 展开更多
关键词 采矿工程 动载扰动 高应力 煤巷 冲击冒顶 颗粒流模拟
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