3D打印裂隙岩体动态力学性能及能量耗散规律初探

地下岩体结构经常遭受到地震、爆炸、冲击振动等产生的动力扰动，利用3D打印技术的优势研究冲击荷载下岩体动态力学性能对实现3D打印技术在工程领域的应用具有重要意义。采用φ50 mm的变截面霍普金森压杆(SHPB)装置，对含预制裂隙的3D打印岩体试样进行动态单轴压缩试验。研究结果表明：试样的动态抗压强度随着预制裂隙倾角的增大呈现出先减小后增大的趋势，当预制裂隙倾角为30°时试样强度最小，当预制裂隙倾角为90°时试样强度最大。与3D打印岩体试样的静态单轴压缩强度对比发现，3D打印砂性材料具有明显的率效应，当应变率为139.65 s^-1时，3D打印岩体试样的动态抗压强度是静态抗压强度的4.34倍。预制裂隙缺陷在一定程度上加剧了试样的能量耗散和破碎过程，并且30°倾角预制裂隙对试样能量耗散和破碎结果的影响程度最大。同时，3D打印岩体试样的能量耗散过程与破碎块度表现出明显的自相关性，所用的3D打印砂性材料的宏观破碎结果与能量耗散之间的关系与天然岩石材料有一定相似性，为今后3D打印材料模拟天然岩体应用于动态力学试验的可行性奠定了基础。     

煤峪口矿81010工作面煤层底板裂隙发育特征及防治

针对煤炭开采过程中出现的突水事故,采用RFPA数值模拟软件建立采动模型,对底板裂隙破断过程和声发射进行模拟,研究煤层底板采动裂隙扩展突水通道,结果表明:离断层越近,断层内水压导升高度越高,断层出现活化,裂隙扩展发育,最终贯通形成导水通道,在进行注浆改造后,单个钻孔的最大涌水量为8 m³/h,说明注浆加固防治水效果较好,能确保工作面的安全回采。     

斜拉索倾角对振动法测索力的精度影响

现有的基于振动的索力测试方法在推导过程中,多以水平索为模型,未考虑斜拉索倾角对索力识别精度的影响。为了分析倾角对振动法测索力的精度影响,以两端固支索为例,采用有限差分法求解索的模态参数,并由迭代法识别索力,研究倾角对索的模态参数和索力识别精度的影响。结果表明,采用第1阶频率识别小垂度索的索力,与采用第1阶或第2阶频率识别大垂度索的索力时,不考虑倾角的影响,索力识别的误差很大。     

含齿形裂隙类岩石材料单轴压缩试验研究

为研究含齿形裂隙岩石在单轴压缩下的破坏特征及强度特性，制作了含不同裂隙倾角和起伏角的齿形裂隙类岩石材料试件，并采用岩石力学伺服试验机进行单轴压缩试验。试验结果表明：（1）试件主要产生拉伸、剪切和拉剪复合裂纹，且根据裂纹的扩展路径可划分为A型（拉伸破坏）、B型（剪切破坏）、C型（复合破坏）3种破坏模式，裂隙倾角对试件最终破坏模式影响显著；（2）当裂隙倾角较小时，试件应力—应变曲线为多峰曲线，随着裂隙倾角的增大，曲线呈单峰形式，表现为延性减弱，脆性增强，而裂隙倾角相同但起伏角不同的试件应力—应变曲线大致相同；（3）当裂隙起伏角相同时，试件当量峰值强度随裂隙倾角的增大呈先减小后增大的规律，且裂隙起伏角对试件当量峰值强度的影响小于裂隙倾角。     

矿山深部卸压技术研究现状及展望

随着国内外矿山进入深部开采阶段，高应力特征显现，岩爆、冲击地压等地质灾害频发，增加了深部矿产资源开采的难度。卸压技术能够有效解决矿山深部局部高应力集中并防治矿山动力地质灾害，因而受到国内外学者的广泛关注。通过梳理国内外卸压技术研究现状，归纳总结了主要卸压技术（包括水力卸压、钻孔卸压、卸压槽/卸压巷道和爆破卸压等）及常用的研究手段（相似材料模拟和数值模拟），对比分析了各类卸压技术的优缺点。结合当前金属矿山深部开采的实际需求，提出未来卸压技术理论研究的若干重要方向：（1）深化理论研究，通过经验公式来确定合理的卸压参数，从而指导生产实践；（2）相比其他卸压技术，爆破卸压的应用前景广阔，同时多种卸压方法相结合是未来深部矿山开采的有效措施；（3）数值模拟在卸压技术及参数确定方面的优势显著，未来卸压技术研究应充分了解现场复杂地质条件，结合相似模拟、数值模拟与现场试验，提出一套适用于金属矿山深部开采实际的卸压技术方案。     

重塑膨胀土制样长度对试样密度分布的影响

在对重塑膨胀土裂隙性问题的单元试验研究中,传统的分层制样法易产生"层间薄弱带",从而影响试验结果的准确性。针对这一问题,采用增加制样高度的单层压实制样方法,探讨了制样高度对重塑膨胀土试样密度的影响。试验结果表明:试样密度沿深度方向变化规律类似,均呈现出顶部大、底部小的分布特征;增加制样高度导致试样顶部与底部密度差及密度变化率发生改变;试样密度变化率随深度分布存在拐点,拐点以上部分密度变化率较小,以下部分较大;随着制样高度的增大,拐点位置向试样下部移动;以拐点位置为基础,初步给出了适合本制样方法的制样高度。