巷道围岩锚固体变形破坏特征的试验研究 被引量：17

1

作者 韦四江 勾攀峰 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2013年第2期199-204,共6页

为了研究巷道围岩锚固体的破坏特征及裂隙演化规律,模拟组合载荷作用下巷道围岩锚固体的变形破坏失稳过程及锚杆工作阻力的变化。试验结果表明：当侧压系数1≤λ≤1.4时,锚固体则出现垂直于锚杆的水平层理;当1.4〈λ≤1.6时,锚固体出现... 为了研究巷道围岩锚固体的破坏特征及裂隙演化规律,模拟组合载荷作用下巷道围岩锚固体的变形破坏失稳过程及锚杆工作阻力的变化。试验结果表明：当侧压系数1≤λ≤1.4时,锚固体则出现垂直于锚杆的水平层理;当1.4〈λ≤1.6时,锚固体出现细小裂纹,锚杆托板陷入岩层,锚杆间出现片状脱落,锚固体下部岩层松动破坏,锚固体稳定,而锚固体外出现和岩层层面呈30°~40°的倾斜裂纹;当λ=2.0时,锚固体内外岩层离层量增加,锚固体下部片落块度和深度增加,托板失去作用,锚固体整体失稳;λ和巷道围岩锚固体裂隙维数D呈正变关系。随着λ的增加,各锚杆工作载荷相差不大,呈波状降低趋势;巷帮锚固体承载能力变化不大,而顶板锚固体承载能力逐渐降低。水平载荷对巷道顶板锚固体的稳定性影响较大,其离层量随λ的增加而加大,内部出现不均匀沉降。 展开更多

关键词 锚固体 裂隙 破坏特征 锚杆载荷

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含预制裂隙类岩石裂隙演化与破裂特征的试验研究 被引量：7

2

作者 王程程 罗鑫尧 +2 位作者 陈科旭 戴兵 贺桂成 《黄金科学技术》 CSCD 2020年第3期421-429,共9页

裂隙岩体是自然界中普遍存在的工程岩体,在外力作用下易引起岩体结构破坏失稳而诱发工程故事。为此,基于相似理论制作了含十字交叉裂隙的类岩石试样,利用RMT-150B岩石力学试验机,对含有不同裂隙长度和裂隙倾角的类岩石试样进行单轴压缩... 裂隙岩体是自然界中普遍存在的工程岩体,在外力作用下易引起岩体结构破坏失稳而诱发工程故事。为此,基于相似理论制作了含十字交叉裂隙的类岩石试样,利用RMT-150B岩石力学试验机,对含有不同裂隙长度和裂隙倾角的类岩石试样进行单轴压缩试验,分析其裂隙演化规律和破裂特征。研究结果表明:含预制裂隙试样的抗压强度明显低于完整试块;当主裂隙长度一定时,裂隙岩样的峰值应力随次裂隙长度的增大而降低;当裂隙倾角为0°和60°时,裂隙岩样表现为拉伸型翼形裂纹的破坏形式;当裂隙倾角为30°和45°时,裂隙岩样表现为拉剪混合型裂纹的破坏形式,既有翼形裂纹,又有次生共面裂纹。 展开更多

关键词 类岩石 十字交叉裂隙 裂隙演化 裂隙破坏特征 单轴压缩试验

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单向应力下类岩石试件预制浅裂隙发育规律及破坏特征分析

3

作者 陈龙 李利 +2 位作者 孔德中 崔道品 刘勤志 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2024年第5期135-141,共7页

我国西南煤矿在开采过程中覆岩裂隙发育显著,开采扰动较强,围岩控制难度较大。为研究含裂隙岩石破坏机理,改善西南矿区围岩控制效果,采用单轴压缩试验结合DIC技术研究了裂隙倾角、裂隙数量等对类岩石试件力学特性、表面变形场、裂隙扩... 我国西南煤矿在开采过程中覆岩裂隙发育显著,开采扰动较强,围岩控制难度较大。为研究含裂隙岩石破坏机理,改善西南矿区围岩控制效果,采用单轴压缩试验结合DIC技术研究了裂隙倾角、裂隙数量等对类岩石试件力学特性、表面变形场、裂隙扩展路径的影响。结果表明:裂隙倾角由0°和90°变化至45°的过程中,岩石单轴抗压强度降低程度分别由12.47%和16.66%增至28.83%,单裂隙试件、双裂隙试件、三裂隙试件的平均峰值强度分别为完整试件的80.24%、69.07%、56.94%,单裂隙类岩石试件在单向应力下,常沿裂隙端翼出现裂纹扩展,多裂隙类岩石试件则出现与加载方向平行的裂隙。当单裂隙试件裂隙倾角为45°和60°时,试件最大主应变超过完整试件;在多裂隙试件中,仅双横向裂隙试件有此现象。此研究结果可为控制我国西南煤矿围岩稳定性提供理论依据。 展开更多

关键词 单向应力 裂隙演化 预制裂隙 破坏特征 最大主应变

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12.7 mm动能弹侵彻装甲钢板的结构响应特性研究 被引量：6

4

作者 赵太勇 王维占 +3 位作者 赵军强 于寅业 印立魁 陈智刚 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2020年第10期146-149,共4页

开展了12.7 mm制式穿燃弹冲击装甲钢板靶试验并建立数值仿真模型对试验工况进行分析计算。结果表明:由于装甲钢板的抗侵彻作用,子弹的破坏过程主要分为钢芯及弹头壳的断裂侵蚀和弹性变形2个阶段。冲击速度的变化导致应力波场的性质及作... 开展了12.7 mm制式穿燃弹冲击装甲钢板靶试验并建立数值仿真模型对试验工况进行分析计算。结果表明:由于装甲钢板的抗侵彻作用,子弹的破坏过程主要分为钢芯及弹头壳的断裂侵蚀和弹性变形2个阶段。冲击速度的变化导致应力波场的性质及作用区域发生变化,子弹钢芯破坏形态发生转变。低速冲击下,钢芯受轴向拉伸波作用场作用导致钢芯断裂;高速冲击下,钢芯受轴向冲击应力波及侧向稀疏波作用场作用导致钢芯头部断裂侵蚀,处于弹性变形阶段的钢芯局部形态较为完整。 展开更多

关键词 子弹 冲击 断裂 破坏特性

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层理页岩脆性破裂模式力学机理研究 被引量：1

5

作者 李亮 赵志红 +3 位作者 杨琦 杨帆 王鹏 刘永兵 《特种油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期123-130,共8页

针对页岩受力脆性破坏的力学机理认识不清的问题,在分析层理页岩特征的基础上,应用岩石断裂力学理论,结合广义胡克定律,建立了纵向力学非均质性的层理页岩脆性破裂模型,分析了层理页岩破裂模式的主要影响因素。研究表明:层理页岩的脆性... 针对页岩受力脆性破坏的力学机理认识不清的问题,在分析层理页岩特征的基础上,应用岩石断裂力学理论,结合广义胡克定律,建立了纵向力学非均质性的层理页岩脆性破裂模型,分析了层理页岩破裂模式的主要影响因素。研究表明:层理页岩的脆性破裂模式主要分为剪切破坏和拉伸破坏,外界应力条件下硬岩岩层易发生拉伸破坏,软岩岩层易发生剪切破坏;岩层杨氏模量越大、泊松比越小,岩层越易发生拉伸破坏,反之易发生剪切破坏;最小水平主应力越大、水平主应力差越小,越倾向于发生剪切破坏;页岩层间力学性质的差异性是页岩发生脆性破裂的根本原因,页岩层间差异越大,岩石脆性特征越强,越有利于压裂。该研究可为页岩脆性评价和水力压裂方案制订提供理论指导。 展开更多

关键词 层理页岩 脆性破裂 岩石特征 破裂模型 破坏机理 缝网压裂 微观特征

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复合材料层合结构破坏机理及压溃吸能特性分析 被引量：4

6

作者 牟浩蕾 张雪晗 +2 位作者 宋东方 冯振宇 解江 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第22期194-200,213,共8页

针对纤维增强复合材料层合试验样件,对[90]_(16)和[0]_(16)试验样件分别进行拉伸、压缩试验,对[±45]_(4s)试验样件进行剪切试验,分析其破坏模式,通过SEM扫描电镜观察试验样件断口微观形貌,揭示其细观破坏机理。针对纤维增强复合材... 针对纤维增强复合材料层合试验样件,对[90]_(16)和[0]_(16)试验样件分别进行拉伸、压缩试验,对[±45]_(4s)试验样件进行剪切试验,分析其破坏模式,通过SEM扫描电镜观察试验样件断口微观形貌,揭示其细观破坏机理。针对纤维增强复合材料层合薄壁结构,对[±45/0/0/90/0]_s圆管、[0/90]_(3s)圆管、[0/90]_(3s)方管和[±45]_(3s)方管进行准静态轴向压溃试验,分析其宏观破坏模式及吸能特性。结果表明:宏观破坏模式是多种细观破坏机理共同作用的结果,包含纤维断裂、基体变形与开裂、层间与层内裂纹扩展等;[±45/0/0/90/0]s圆管为横向剪切破坏模式,比吸能最大;[0/90]_(3s)圆管为层束弯曲失效模式,比吸能次之;[0/90]_(3s)方管为层束弯曲失效模式,比吸能第三大;[±45]_(3s)方管为局部屈曲失效模式,比吸能最小。不同铺层方式复合材料层合薄壁圆管和方管压溃破坏失效模式差异较大,比吸能差距也较大,通过合理设计可以改变复合材料层合薄壁结构破坏模式,改进其吸能特性。 展开更多

关键词 复合材料层合结构 断口形貌 细观破坏机理 宏观破坏模式 吸能特性

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隧道穿越千枚岩断层带大变形成因及处治技术研究

7

作者 王恩波 昝文博 黎豪 《黑龙江交通科技》 2022年第8期128-130,共3页

以安岚高速公路多处穿越千枚岩断层破碎带的跷溪河隧道为工程背景,通过现场监测发现隧道穿越千枚岩断层带变形具有变形持续时间长、累计变形量大、变形速率高等特点,出现大变形的原因是千枚岩自身特性、断层构造作用、地下水、初始地应... 以安岚高速公路多处穿越千枚岩断层破碎带的跷溪河隧道为工程背景,通过现场监测发现隧道穿越千枚岩断层带变形具有变形持续时间长、累计变形量大、变形速率高等特点,出现大变形的原因是千枚岩自身特性、断层构造作用、地下水、初始地应力场以及初期支护刚度不足、二衬施作不及时、施工工法不完全适应围岩特性等内外部因素共同作用造成的,施工中应加强现场监测并及时动态调整设计方案,处治方案应采用主动加固围岩、提高支护强度的综合处治技术。 展开更多

关键词 千枚岩隧道 断层破碎带 变形破坏特征 处治技术

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受载相似材料单裂隙影响下损伤空间发展过程分析 被引量：1

8

作者 成小雨 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2020年第11期263-268,共6页

为了揭示煤岩动力灾害物理模拟的细观机制,利用YYW-Ⅱ相似材料单轴压缩实验仪及PCIE-8声发射(AE)监测系统,测试了含不同长度单裂隙的相似材料试样,在单轴压缩条件下的损伤空间发展过程,进而分析了单裂隙长度对相似材料损伤空间发展过程... 为了揭示煤岩动力灾害物理模拟的细观机制,利用YYW-Ⅱ相似材料单轴压缩实验仪及PCIE-8声发射(AE)监测系统,测试了含不同长度单裂隙的相似材料试样,在单轴压缩条件下的损伤空间发展过程,进而分析了单裂隙长度对相似材料损伤空间发展过程的影响规律。结果表明,单裂隙长度由30 mm增大到50 mm,预制单裂隙区域逐渐增大的张拉应力造成的损伤和破坏,对试样损伤空间发展的主导作用逐渐增强,即主要损伤由中部单裂隙区域产生和集中,并向试样顶部和底部不断发展贯通;同时,裂隙对相似材料破坏形态的影响增大,其主导破坏形态逐渐由自身剪切破坏演变为贯穿裂隙中部的纵向张拉破坏;AE事件定位结果可准确描述相似材料损伤空间发展过程。 展开更多

关键词 预制裂隙 相似材料 破坏特征 声发射定位 损伤发展

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乌鲁木齐矿区砂岩单轴压缩的分形特征研究

9

作者 陈凯 王文科 +3 位作者 郭新 邵丹 张紫昭 贺根义 《中国煤炭》 北大核心 2017年第2期52-55,共4页

基于分形理论,研究了单轴压缩条件下乌鲁木齐地区白土窑煤矿煤层顶板砂岩破裂的分形特征。研究结果表明:在单轴压缩条件下,随着轴向应力的不断增加,砂岩试件表面的裂隙数目、长度宽度均在逐渐增加;泥质砂岩和细粒砂岩在轴向应力增加时... 基于分形理论,研究了单轴压缩条件下乌鲁木齐地区白土窑煤矿煤层顶板砂岩破裂的分形特征。研究结果表明:在单轴压缩条件下,随着轴向应力的不断增加,砂岩试件表面的裂隙数目、长度宽度均在逐渐增加;泥质砂岩和细粒砂岩在轴向应力增加时裂隙发育和扩展的特征存在一定的差异性;分形维数可用来定量地表征单轴压缩条件下砂岩变形破坏过程的演化规律,且建立了不同荷载与分形维数之间的映射关系模型。 展开更多

关键词 煤层顶板 砂岩破裂 单轴压缩 变形破坏 分形特征 盒维数 乌鲁木齐矿区 白土窑煤矿

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基于统计学原理的锚杆破坏特征分析与巷道修复技术

10

作者 张信 刘春峰 +2 位作者 许亚栋 王成功 李杨杨 《中国煤炭》 2020年第12期117-122,共6页

针对王楼煤矿二采区胶带下山软岩巷道多次修复仍难以维护的问题,通过收集巷道断裂锚杆,基于统计学原理对锚杆断裂位置及断口特征进行统计分析,结合巷道钻孔窥视结果,通过极限平衡方程计算得出巷道围岩塑性区范围,据此进一步分析了巷道... 针对王楼煤矿二采区胶带下山软岩巷道多次修复仍难以维护的问题,通过收集巷道断裂锚杆,基于统计学原理对锚杆断裂位置及断口特征进行统计分析,结合巷道钻孔窥视结果,通过极限平衡方程计算得出巷道围岩塑性区范围,据此进一步分析了巷道围岩运动规律。结果表明:顶煤与顶板分界面附近处煤体破裂严重,其中失效锚杆具有剪切裂纹且发生在拱部的概率约为74.4%,表明拱部受力锚杆以剪切断裂为主,因此,提高顶板处锚杆的抗剪能力是此次返修的关键;巷道表面向内57~1329 mm范围内为巷道围岩的主要相对运动区域,并且在距离巷道表面693 mm处围岩相对运动最为剧烈,这为巷道修复支护参数研究提供了有效依据,并以此制定了现场支护方案。现场应用表明,巷道两帮及顶板变形量均控制在50 mm以内,该方法能有效控制巷道围岩变形,保证了巷道围岩的长期稳定。 展开更多

关键词 统计学原理 锚杆断裂 破坏特征 巷道修复 极限平衡方程 围岩运动规律 巷道支护参数 塑性区

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坚硬覆岩预裂弱化改性效应及导水裂缝带控制机理

11

作者 张玉军 李友伟 +2 位作者 肖杰 张志巍 李嘉伟 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期105-118,共14页

针对深部煤层开采坚硬覆岩条件下导水裂缝带控制问题,充分借鉴坚硬顶板预裂弱化技术,提出预裂弱化坚硬主控覆岩控制导水裂缝带高度的新方法。综合采用实验室试验、理论分析、数值模拟等方法,研究了坚硬主控覆岩预裂弱化改性效应,详细阐... 针对深部煤层开采坚硬覆岩条件下导水裂缝带控制问题,充分借鉴坚硬顶板预裂弱化技术,提出预裂弱化坚硬主控覆岩控制导水裂缝带高度的新方法。综合采用实验室试验、理论分析、数值模拟等方法,研究了坚硬主控覆岩预裂弱化改性效应,详细阐述了不同弱化层位对导水裂缝带的控制机理,并进行了实测验证。研究结果表明:预制裂缝可以使坚硬岩石往强度低的方向进行转变,并将完整岩样的劈裂破坏特征转变为以预制裂缝为主控的张拉剪切破坏,坚硬岩石的破坏程度由剧烈趋于缓和;揭示了预制裂缝对坚硬岩体的弱化改性效应,计算得到应力与裂缝耦合的损伤变量,定性的分析了弱化程度与岩性转变的关系,改性后岩体能量存储能力降低,耗散能力增强;数值模拟了不同弱化层位对导水裂缝带的控制效果,综合对比覆岩破坏形态、裂隙数量及破坏高度动态演化规律,发现“马鞍形”破坏形态随着弱化层位的升高而逐渐减弱,覆岩裂隙数量演化基本呈现“缓增−突增”的演化趋势,未弱化以及中、高位弱化覆岩破坏高度动态演化近似呈现“S”形,而中位弱化呈“半抛形”,综合分析得出低位弱化对导水裂缝带的控制效果最好;在分析高、中、低位坚硬岩层破坏特征的基础上,揭示了不同预裂弱化层位控制导水裂缝带发育机理;钻孔实测孟村矿顶板压裂条件下的“两带”发育高度,对比发现预裂弱化条件下裂采比降低,初步验证了顶板预裂弱化对导水裂缝带发育的抑制性。研究成果将为深部矿区耦合灾害防控、水资源及生态保护等领域提供理论和科学依据。 展开更多

关键词 坚硬覆岩 预裂弱化 岩层控制 导水裂缝带高度 改性效应

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煤层宏观裂隙特征与瓦斯抽采研究 被引量：3

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作者 景少颖 崔洪庆 《煤炭技术》 CAS 2020年第6期64-68,共5页

为了利用煤层宏观裂隙,提高瓦斯抽采效率,在古汉山矿对二1煤层宏观裂隙进行了系统观测和统计分析。研究表明:古汉山矿二1煤层宏观裂隙可区分为大倾角、中倾角和小倾角3种类型;在不同的瓦斯地质单元中,3种类型宏观裂隙的发育程度、优势... 为了利用煤层宏观裂隙,提高瓦斯抽采效率,在古汉山矿对二1煤层宏观裂隙进行了系统观测和统计分析。研究表明:古汉山矿二1煤层宏观裂隙可区分为大倾角、中倾角和小倾角3种类型;在不同的瓦斯地质单元中,3种类型宏观裂隙的发育程度、优势发育方位、煤层的破坏程度和煤层渗透性存在很大差异,进而影响了穿层和顺层瓦斯抽采钻孔的抽采效率。提出了在不同瓦斯地质单元中,根据煤层宏观裂隙主要类型和优势发育方位,优化设计瓦斯抽采钻孔的方法,并取得了较好的实际应用效果。 展开更多

关键词 煤层宏观裂隙类型 煤层破坏特征 瓦斯地质单元 煤层瓦斯抽采

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