煤岩的改进广义弹粘塑性模型分析

根据煤岩加速蠕变阶段的力学特性，用非线性牛顿体代替线性牛顿体，对煤岩的广义弹粘塑性模型进行改进，并导出改进模型的本构方程和简单应力状态下的蠕变方程。利用蠕变方程对试验结果进行曲线拟合计算，获取相应的煤岩流变力学参数。将理论分析与试验结果对比，从而验证了该模型的优越性。     

岩石试件非线性黏弹塑性蠕变模型研究

蠕变是岩石的重要力学特征之一。根据岩石全过程应力-应变曲线的特征,建立非线性黏弹塑性蠕变模型,并建立了模型的状态方程、本构方程、恒应力状态下的蠕变方程和恒速率应力状态下的蠕变方程。通过引入岩石的流变指数建立的非线性黏弹塑性蠕变模型,较好地反映了岩石试件的3阶段蠕变过程,充分描述岩石加速蠕变特性;同时,得出岩石试件蠕变变形、蠕变速率和蠕变加速度的解析表达式。通过分析,岩石试件在恒应力速率下,只要应力大于岩石的长期强度,岩石试件就进入加速蠕变阶段;而在恒应力下,岩石试件在经过一定时间后才能进入加速蠕变阶段,这一时间的长短与岩石试件的力学性质有关。     

基于煤岩蠕变力学实验的西原模型改进与分析

在煤层气钻采和煤炭开采过程中,由煤岩蠕变引起的工程失稳现象时有发生,严重制约了煤层气与煤炭资源的勘探和开发。为深入探讨煤岩的蠕变规律,利用我国煤层气钻采和煤炭开采主要地区-山西晋城地区煤岩进行了蠕变力学实验研究,分析不同轴向荷载条件下煤岩应变与时间的关系。并根据该地区煤岩的蠕变力学特性,构建了适合于该地区的改进西原模型及相应的本构方程。通过实验验证与对比分析:改进的西原模型能更好的反映该地区煤岩蠕变特征,尤其是煤岩所受荷载大于长期强度时效果有显著提升。     

岩石试件非线性黏弹塑性蠕变模型分析

建立了非线性黏弹塑性蠕变模型,并建立了模型的本构方程。通过引入岩石的流变指数建立的非线性黏弹塑性蠕变模型,较好地反映了岩石试件的3阶段蠕变过程,充分描述岩石加速蠕变特性;同时,得出岩石试件在恒应力状态下的蠕变变形、蠕变速率和蠕变加速度的解析表达式。通过分析得到:岩石试件在恒应力下,岩石试件在经过一定时间后进入加速蠕变阶段,这一时间的长短与岩石试件的力学性质有关,特别与岩石的流变指数有很大的关系;岩石的流变指数是岩石的一个重要指标,它对岩石蠕变增长快慢程度有着重要的影响,岩石的流变指数越大,岩石越容易进入流变加速阶段,越容易失稳。     

深部煤体非线性蠕变本构模型及实验研究

深部煤体蠕变规律研究对控制巷道围岩变形,预防煤与瓦斯突出及改善瓦斯抽采效果具有重要意义。基于分数阶导数流变模型,推导出煤体三维应力条件下非线性蠕变本构方程。考虑深部煤体赋存的高应力环境及应力变化路径,进行了三向应力状态下轴压恒定、分级卸围压的煤体蠕变实验。实验结果表明:在三向高应力状态下,试件的轴向和环向应变表现为初始蠕变和稳态蠕变,最终出现加速蠕变阶段;在相同差应力条件下,煤体蠕变变形随围压增大而减小。利用煤体卸围压蠕变实验数据对文中蠕变本构方程的参数进行拟合,结果表明:该蠕变本构方程能很好地描述煤体蠕变三阶段,特别是加速阶段。在蠕变本构方程参数确定的前提下,分析了应力水平、分数阶导数阶数及黏性系数对煤体蠕变特性的影响规律。     

粘弹塑性冻结壁计算理论研究

通过简单应力状态下冻土蠕变试验的研究,得出两淮地区冻土蠕变可以采用维亚洛夫经验本构模型来描述;由应力强度和应变强度等弹塑性力学概念,建立复杂应力状态下冻土的粘弹性蠕变本构方程,并且采用粘弹塑性理论推导了粘弹区和塑粘区冻结壁的扩展规律,论文公式能对冻结壁应力场和位移场进行粘弹塑性分析,为冻结法凿井工程设计提供参考。     

不同应力状态下岩石蠕变全过程

基于岩石流变理论,采用解析方法和蠕变试验分析相结合,研究了不同应力状态下岩石黏弹塑性变形全过程的表述方式、对应的本构方程、蠕变方程、蠕变破坏时间、蠕变变形与破坏属性,建立了岩石三维黏弹塑性蠕变基本方程的统一格式.该统一格式可方便描述蠕变变形全过程,包括根据不同应力状态呈现出完整3阶段全过程,或其中某2个蠕变阶段组成的蠕变变形全过程.将其应用于以西原模型表述的三轴蠕变试验,建立了相应的三轴蠕变本构方程、蠕变变形公式的显式.利用某地片麻岩蠕变试验结果,验证了所建立理论模型的正确性.     

煤岩蠕变破裂判定准则及应用

煤岩边坡的大变形不是瞬间发生的,而是长时间缓慢流变的结果,其中蠕变是流变的主要形式,当蠕变进入到了加速发展阶段即蠕变的第三阶段,发生蠕变破裂,会使煤岩体失去承载能力并损坏,甚至发生严重事故。因此,开展煤岩蠕变破裂判据研究尤为必要。应用最大拉应力理论以及最大拉应力单元追踪法,模拟流变变形过程中裂纹的萌生、扩展和汇聚,建立蠕变破裂判断准则;应用FEPG软件平台,编制蠕变破裂模块,从受法向力作用下的蠕变破裂,分析其各设定监测点随时间不同方向位移变化的规律;通过对层状边坡蠕变破裂模拟与海州煤矿监测数据对比可知,两者可以很好的吻合。     

潘谢煤田13-1煤层煤岩冲击动力学性能及本构关系的建立

利用分离式Hopkinson压杆（SHPB）对潘谢煤田张集煤矿13-1煤层煤岩进行了不同应变率的冲击压缩实验,结果表明：煤岩动态应力-应变曲线表现出显著的应变硬化与应变率硬化等动态力学特性,煤岩峰值应力及动态弹性模量均随应变率提高而提高,得到了其动态强度与应变率的关系表达式。基于实验结果,通过改进朱－王－唐模型,建立了反映煤岩峰值应力前动态应力-应变关系的本构方程。通过数据拟合,获得了本构方程的相关参数,拟合参数表明：煤岩材料对高应变率的响应具有敏感性,在高应变率条件下气煤比无烟煤表征更明显的脆性特征,即气煤破坏应变更小。利用Fortran语言开发了VUMAT煤岩材料子程序,并对煤岩SHPB实验进行了数值模拟,模拟结果与实验结果吻合较好。     

考虑湿度效应的膨胀岩流变模型

在西原体模型的基础上,综合考虑湿度因素对膨胀岩的影响,构造了含湿度因素的基本流变元件,将湿度效应引入到模型中,建立了膨胀岩应力和湿度耦合作用下黏弹塑性本构方程,得到了蠕变方程、卸载方程和松弛方程。研究结果表明：考虑湿度效应的西原体模型在应力小于屈服应力时,模型为稳定蠕变,其卸载曲线存在着瞬时弹性、弹性后效和由湿度效应引起的黏性流动;当应力大于屈服应力时,模型为不稳定的蠕变,其卸载曲线存在着瞬时弹性、弹性后效和由应力和湿度效应共同引起的黏性流动。根据等效应变和等效应力理论,推导了考虑湿度影响的多轴蠕变理论模型。模型较全面地反映了膨胀岩石在湿度作用下的流变特性,适用于湿度和应力共同作用下岩石的稳定性分析。     

含水率对岩石蠕变规律影响的试验研究

通过对不同含水状态页岩岩样三轴蠕变实验结果和与实验结果相符合的蠕变模型参数进行分析，得出了含水状态对岩石蠕变影响的规律，并对影响岩石蠕变的因素进行了探讨，结果表明,含水率和应力差是影响岩石蠕变的重要因素.     

A simplified testing method for stress-induced of tunnel surrounding rock

A simple testing method for secondary or induced stress of surrounding rock was presented by laboratory experiment, numerical simulation and in situ testing based on the basic principle of the historical stress restoring method. First, stress equivalent coefficient, which key coefficient of stress restored testing, was obtained by laboratory experiment. Second, experimental results were examined using 3D finite element numerical analysis and the influence factors were analyzed by 2D finite element numerical analysis. The correctness of induced stress measuring results in situ for highway tunnel were proved by elastic mechanics theory solution and single-hole stress rescission method. The new simple method of induced stress measuring has important practical value for underground engineering induced stress field analysis.     

三轴压缩岩石损伤扩展细观机理及其本构模型

利用已研制成功的CT（Computerized Tomography）机专用三轴加载实验设备，完成了三轴压缩荷载作用下岩石损伤演化CT实时细观实验。确定了应力损伤阈值，对CT实验结果进行了定量分析。从工程应用出发，给出了峰前分段岩石损伤演化方程及本构关系。理论分析结果与实验结果较吻合。     

边坡变形测量资料的分析

研究了边骨移规律，指出滑移过程为缓慢蠕变→加速蠕变→缓慢蠕变→停止蠕变或缓慢蠕变→加速蠕变→突变→停止蠕变。然后选择了适合于变形分析的非线性回归模型，研究了非线性回归模型的计算方法，并辅以某边坡实测资料分析实例。     

某水库库底粘质粉土现场,室内渗水试验成果差异分析

通过对粘质粉土现场、室内渗水试验结果的差异分析.找出二种试验结果的差异原因,从而指导正确选用试验结果.     

基于虚拟仪器的应力磁测系统的设计

基于铁磁材料逆磁致伸缩效应的应力磁测法具有简便快捷的优点。为了开发具有便携功能的应力磁测装置 ,对基于虚拟仪器的应力磁测系统进行了研究。介绍了应力磁测系统的工作原理、构成及虚拟仪器的开发平台———LabVIEW ,详细说明了基于虚拟仪器的应力磁测系统程序设计的方法。初步试验证明 ,所设计的基于虚拟仪器的应力磁测系统是可行的 ,具有良好的推广前景。     

应力反射波法检测锚杆锚固质量的实验研究

通过应力反射波法实验分析得出 ,有效锚固长度、基频、频率比、单位动刚度 4个参数可用于衡量锚杆锚固质量的优劣和粗评锚杆锚固力的大小 ,从而证明了用应力反射波法检测锚杆的锚固质量是一种非常实用、有效的无损检测方法 .     

带式输送机的摩擦理论分析

分析摩擦传动机理 ,对打滑和蠕动现象进行了分析和比较 ;推导出蠕动量的计算公式 ,并进行了分析     

三山岛金矿地应力研究

阐述了三山岛金矿体的地质特点,采用目前国际上应用最广泛、技术最成熟的套孔应力解除法,通过现场测量与实验室试验相结合的方式,采集解除应变和弹性常数等基础数据,并应用弹性力学及张量分析理论计算该矿区地应力的总体变化规律.