真三轴条件下砂岩强度、变形及破坏特征试验研究

研究真三轴应力状态下岩石强度、变形及破坏模式对于科学准确地预测和评价地下岩石工程稳定性具有重要的意义。通过自主研制的真三轴电液伺服控制系统开展一系列砂岩真三轴加载试验,结合CT扫描技术,系统研究了不同中间主应力影响下砂岩强度、变形及破裂特征。研究发现:随着中间主应力的增加,砂岩强度呈先增加后减小的趋势;中间主应力的增加促使该加载方向变形逐渐受到抑制,侧向膨胀主要沿最小主应力加载方向,并出现先减小后明显加快的趋势,中间主应力由对岩石的保护作用逐渐演变为损伤作用;真三轴条件下,岩样内部出现两条规则的破裂面,裂纹面沿着σ2方向,倾向于σ3方向,整体破裂形态较规整,岩样破裂面表面积随中间主应力的增加呈先减小后增加的趋势。本文研究成果对于更深入的理解真三轴条件下砂岩力学行为及破坏特征有一定的意义。     

直流等离子体喷射法制备氮化碳涂层的研究

氮化碳因预言具有超金刚石硬度、高热稳定性及优异的摩擦磨损性能,在刀具涂层的应用领域具有巨大的潜力,引起了世界上科研工作者的广泛关注。本文以CF4+N2+H2+Ar为反应气体,通过直流等离子体喷射法(DC Plasma Jet CVD),在Si[100]基底上以金刚石薄膜为过渡层,成功制备了氮化碳涂层。利用扫描隧道显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、拉曼光谱(Raman)等现代理化测试手段,对所制备涂层的表面形貌、成分结构进行了表征和分析。研究结果表明:所制备的涂层中金刚石过渡层表面生长了线度约300-600nm的C3N4晶粒,为亚微米级别,晶形较为清晰,呈现不规整的柱状,样品中主要含有α-C3N4与β-C3N4,涂层中N的含量为9.8%。     

充填开采工作面应力分布规律数值模拟及冲击危险防治实践北大核心

运用FLAC^(3D)模拟软件对充填开采工作面垂直应力及运输巷附近断层区域应力分布进行了模拟分析,研究结果表明:充填区域超前支承压力较未充填区域下降明显,充填体能够有效抑制围岩应力释放和变形,对控制上覆顶板移动有较好的效果;工作面回采至断层附近时,运输巷与断层距离越近,断层处应力峰值越高,达到56 MPa,随着运输巷与断层距离的增大,构造应力与采动应力叠加影响越来越小。提出"应力在线监测-钻屑法检验-大直径钻孔卸压"的冲击危险治理方法,现场应用表明,效果较好。     

背斜构造成因机制及冲击地压灾变机理研究

针对背斜构造诱发冲击危险相关特点,基于材料力学及Winkler弹性地基理论,建立了背斜构造成因力学模型,导出了该模型挠度、弯矩及应变能理论解;通过UDEC数值试验,揭示了背斜轴影响下工作面煤壁前方支承压力分布特点,研究了采动影响下支承压力峰值处盈余能量E0-Ec值变化规律。结果表明:背斜构造的形成受到多重因素共同作用,煤体埋深、上覆岩层容重、特征系数及地基系数越小,构造力偶越大,背斜越易形成;背斜不同位置处应变能不同,构造力偶越大、抗弯刚度越小,微段dx处应变能越大;随着工作面不断推进,煤壁前方支承压力与背斜轴高构造应力呈现出"连接-叠加-分离"现象;工作面越靠近背斜轴,支承压力峰值处盈余能量E0-Ec值越高,发生冲击危险的可能性就越大。     

3110孤岛工作面煤柱优化设计的数值模拟研究

为提高工作面顺槽的稳定性,防止因深井孤岛工作面煤柱内积聚的弹性能突然释放而发生冲击地压事故,运用FLAC3D数值模拟软件,模拟了不同煤柱宽度的侧向支承压力与剩余弹性应变能分布规律。通过数值模拟分析与理论公式计算,结果表明:煤柱过窄、过宽都不利于矿井安全高效生产。最终,建议某矿3110孤岛工作面的合理煤柱宽度为8 m,既有利于提高煤炭回收率,又有利于冲击灾害的防治。     

北部湾沿海4种海螺的营养成分分析与品质评价

为准确、全面地了解广西沿海常见海螺营养成分,本研究以4种海螺为研究对象,采用常温干燥法、550℃干法、索氏提取法、微量凯氏定氮法依次对4种海螺贝肉一般营养成分进行测定,并利用高效液相色谱法、利用气相色谱/气质联用法对螺肉的氨基酸和脂溶性成分进行测定。结果显示：节蝾螺、粒花冠小月螺、朝鲜粒花冠螺、锈凹螺肉（鲜样）中的水分、灰分、粗脂肪、粗蛋白的质量分数平均值分别为77.93%、2.59%、1.46%、25.76%。4种螺肉均测出17种氨基酸,含量最多的是谷氨酸,最少的是天冬氨酸。用GC-MS测得最多的是N-棕榈酸含量为18.73,最少的是9-十六碳烯酸含量为0.602。     

含随机裂隙岩石真三轴破裂演化数值模拟

为分析岩石真三轴破裂演化规律，建立了含完整与随机损伤分布的不同细观单元模型，分别采用Mogi-Coulomb准则以及裂隙周边等效切向应力描述岩石细观单元破裂演化规律.以ABAQUS软件为平台，采用USDFLD子程序二次开发出了含随机裂隙岩石真三轴破裂演化数值模型.分别开展了岩石真三轴室内试验和数值试验研究，结果发现岩石真三轴破裂演化数值模型能够较好的反映真三轴不同应力路径下岩石的破裂特征.通过不同真三轴应力路径下岩石破裂特征对比发现：岩石宏观破裂特征具有明确的方向性，岩石宏观主破裂方向强烈依赖岩石中间主应力方向，随中间主应力方向改变而改变，这对于工程具有重要的理论与指导意义.