微处理机数据采集系统在冲击凿岩测试中的应用

本研究工作在冲击凿岩测试系统中,直接运用CCS—300微处理机进行试验结果的数据采集和处理。并根据不同试验对采样周期的不同要求,采样程序用CP/M支持下的汇编语言和CBASIC语言编写。试验表明,系统软件达到设计要求,运行效果良好,结果可靠。     

结构面间距和迹长的测量理论

本文介绍了结构面间距和迹长的测量方法和理论，回顾了国内外在这方面的研究成果，并引入了迹长密度的新概念。为准确测量结构面的几何参数提供了理论基础和实践指导。     

隧道防水新材料及其关键技术的研究

本文以沪蓉高速公路某隧道防水工程为背景，以提高隧道衬砌自防水能力为目标．通过对超塑化荆的复合、粉煤灰的活化、抗裂组分（粉煤灰、膨胀剂、聚丙烯纤维）的作用机理及效果等关键技术的研究。掌握了自密实防水混凝土（WPSCC）的配制机制。在此基础上。通过配制工艺及配合比的优化设计研究，研制出一种适用于隧道衬砌的WPSCC，并通过现场足尺模型试验的设计、施工、测试及分析，验证了在免防水层的情况下利用该WPSCC衬砌隧道时其防水工艺的有效性（抗渗等级超过S20）、方便性（免振捣）和经济性（节约防水工程造价约12％）。     

砌体受压开裂过程数值模拟及其力学特性研究

为了研究砌体开裂过程的力学行为,提出利用现代计算机技术的数值试验方法,将砌体看成是由块体、砂浆和二者间的黏结带构成的三相复合材料,采用最大拉应力准则和摩尔库仑准则作为损伤本构关系的损伤阀值,建立砌体开裂数值模型,应用复合材料破裂过程数值分析系统MFPA2D(M aterial Failure Process A-nalysis),从应力场活动图像出发,模拟了砌体受压试件从损伤到开裂破坏的力学行为.研究表明,数值试验结果与试件物理实验结果较为吻合,为砌体开裂机理研究和发展、砌体力学性能研究提供了新的技术路径.     

热障涂层热破裂失效过程的数值分析研究

从热障涂层的非均匀性特点出发，运用基于细观力学原理的材料真实破坏过程分析RFPA数值模拟方法，对热障涂层的热破裂失效过程以及表面预置裂纹对形成界面裂纹的影响进行了数值模拟分析，从表面预置裂纹的长度和密度两个方面研究了陶瓷涂层与基体间界面裂纹的形成机理和分层剥离模式.模拟结果真实再现了热障涂层的热失效过程.     

基于渐进微震损伤效应的蓄水期库岸稳定性分析

大岗山水电站自2014年12月开始蓄水,至2015年11月库区水位从975 m升至1 130 m。水电站右岸边坡地质条件复杂,发育有辉绿岩脉、卸荷裂隙带和断层等不良地质体,降低了岩体性状,使右岸边坡在蓄水期存在局部或整体失稳的风险。通过对右岸边坡实施微震监测,获得了蓄水过程中右岸边坡微破裂的演化规律。结合微震监测信息,应用三维岩石真实破裂过程分析方法（RFPA3D-Centrifuge）计算蓄水期右岸边坡在渐进性微震损伤效应下安全系数随库水位升高的变化过程。经计算,边坡安全系数随库水位升高而降低,库水位升高对边坡稳定性有不利影响。最终安全系数为1.76,满足规范要求,说明蓄水过程中边坡处于稳定状态。     

撞击荷载作用下板状岩体破坏特性数值模拟分析

板状岩体的动态破坏特性对岩体工程和防护工程具有重要的研究意义。基于有限元方法,通 过引入三维动态接触算法,建立撞击模型,研究板状岩体在子弹中心撞击作用下的破坏特征。数值模型 中,通过采用Ｗｅｉｂｕｌｌ统计学分布考虑岩体非均匀性;利用连续等效损伤理论描述岩体损伤演化过程。 数值模拟结果表明,动态接触算法能够有效地模拟块体之间的撞击过程。岩板在子弹中心撞击作用下, 破裂最先出现在岩板背面中心处,并逐渐向岩板四周及正面延伸。同时,在较低撞击速度作用时,岩板 断裂由产生的径向裂纹控制。随着撞击速度逐渐增加,环向裂纹出现,并与径向裂纹共同决定了岩板的 断裂形式。     

花岗岩破裂全过程的声发射特性研究

声发射是许多材料发生脆性破坏(包括其微裂纹的初始、扩展)过程中伴随的很普遍的现象。应用两套声发射系统,研究在单轴压缩荷载条件下10个花岗岩样(70mm×70mm×150mm)破裂过程中,随加载时间、应力变化其声发射活动的特性;通过应用单纯形算法对声发射事件定位,分析岩样破裂过程中其内部微裂纹初始、扩展过程的空间演化模式。试验结果表明:(1)在整个岩石破裂过程中,声发射活动随加载时间、应力变化表现出不同的特征;(2)在初始加载阶段直至初始裂纹形成之前,其声发射活动不是很明显;一旦岩样出现初始裂纹,在其加载时间点和相应的应力点处声发射事件明显增多;(3)在裂纹初始形成之后到微裂纹扩展之前,声发射活动处于一段平静期,裂纹稳定扩展直至岩石完全破坏,声发射活动变得异常活跃,特别在微裂纹扩展的非稳定阶段,声发射事件随加载时间及应力变化率非常显著。对于岩样内部初始裂纹形成之后的“平静区”而言,初始裂纹形成之后,并非裂纹随着荷载或者应变的变化而直接扩展,而需要蓄积一定的加载能量,在能量蓄积一定程度之后再进行扩展,即岩石初始破裂之后,其内部应力场需要寻求新的平衡,新应力平衡达到之后裂纹才开始进一步扩展;同样,当岩石完全破坏之后,应力也没有立即完全释放,亦是达到新的应力平衡之后,才完全失去其强度。声发射事件定位结果直观的反映岩样内部裂纹扩展空间位置、扩展方向以及裂纹扩展的空间曲面形态,这对于深入研究岩石破裂失稳机制是十分有意义的。     

露天转井下开采境界顶柱参数三维有限元分析

针对影响安全生产的问题——突冒危险性，结合唐山石人沟铁矿的具体地质条件、采矿体条件、岩体的结构特征及力学性质测试，借助MSC．PATRAN和MSC．NASTRAN三维数值模拟软件进行建模分析，确定出岩体力学参数，从而对矿床进行稳定性分析，最后总结得出合理的境界顶柱厚度，提出确保顶柱稳定的采矿方案、措施、建议以及有效的防止矿体突冒控制技术措施。为其他矿山露天转井下开采顺利进行提供科学依据。     

多关键层跨煤组远程被保护层煤壁片帮机理及防治

煤壁片帮是制约大采高软煤综采工作面安全、高效回采的主要因素之一。基于淮南矿区A组煤、B组煤煤系地层禀赋及下保护层开采生产条件,针对潘二矿11224工作面煤壁片帮破坏特点,采用现场实测、物理模拟、理论分析、工业试验等方法,研究了多关键层结构跨煤组远程下保护层开采覆岩采动裂隙发育规律和被保护层大采高软煤综采工作面煤壁失稳力学过程,揭示了回采前已受采动影响的煤壁片帮机理并提出控制措施。结果显示:①被保护层煤壁破裂形式主要为不规则滑移体沿破裂面的滑移运动,同时伴有区域多发性及倾向蔓延性,片帮迹线观测到贯穿煤层的节理弱面;②物理模拟显示,受下保护层开采影响,远程被保护层11224工作面处于覆岩"三带"中弯曲下沉带内,并出现大量随机分布的法向节理裂隙;③薄板模型极限挠度分析显示,采高、关键层空间结构、垮落带和断裂带岩层碎胀系数是决定"三带"发育高度的主控因素,理论计算所得"三带"发育特征与物理模拟一致;④基于煤壁片帮形式和受扰动影响特征,建立被保护层煤壁单元受力简化模型,给出考虑围压作用任意形态三棱柱体剪切破坏判据;⑤三棱柱体破裂后形成滑移体,主控弱面控制滑移体的摩擦滑动,提出滑移体沿结构面摩擦滑动失稳判据;⑥提高支架阻力和护帮力、采用"棕绳+注浆"柔性支护以及工字钢辅助铺网加强支架支护,可显著提高煤壁单位稳定性。