岩石、混凝土损伤与断裂研究型课程建设

为了使学生充分了解岩石、混凝土损伤与断裂力学的最新进展,熟悉基础理论,掌握必要的断裂损伤实验技术和研究方法,从教材、师资队伍、教学模式到教学手段,对岩石、混凝土损伤与断裂课程进行了全面建设。通过对该课程的全方位建设,使学生科研素养和创新能力得到提高。     

我国大直径钻井技术装备发展的挑战与思考

“向地下要资源、要空间”是解决人类面临的能源、资源和生存空间基本问题的有效途径。井筒是从地面进入地层中的咽喉工程,其安全、高效、绿色、智能化建设是保障地下矿产资源开采和地下空间开发利用的必由之路。本文分析了发展大直径钻井技术装备的需求和必要性,对比分析了国内外相关装备的发展现状;从基础科学问题研究、应用技术研发、高端装备制造、工程示范等角度,剖析了我国钻井技术装备发展面临的挑战,提出了井筒建设技术与装备的发展方向。研究建议：确立智能钻井发展理念,明确智能钻井发展路径与任务,建立和完善大直径钻井相关标准规范,推动智能钻井平台与示范工程建设,以期为矿山、水电、交通、城市建设等领域井筒建设技术发展提供支撑。     

基于“三带”理论的沉陷区边坡失稳过程分析

地下开采扰动给沉陷区内边坡稳定性带来不利影响。以抚顺老虎台矿开采沉陷区内某边坡失稳破坏为例，分析沉陷区内边坡失稳的动态演化过程。根据开采沉陷学“三带”理论，将处于开采沉陷区的东露天边坡岩土体划分为冒落带、裂隙带、弯曲下沉带和原生带4个特征区域,并分别计算出边坡处于3种“临界状态”时对应的地下开采深度。     

预应力锚索锚固长度对锚固效果的影响试验研究

实际工程中,影响锚索极限承载力的因素众多,由于设计计算方法不成熟、施工工艺不够先进等原因,导致理论锚固力与工程实测锚固力存在差异。通过对实际工程中拉力型锚索极限拉拔试验得到的拉力-位移关系的分析,得出在试验土体条件下的锚固长度与有效因子的关系曲线。提出了工程实际中影响锚固力的因素。     

矿井不明水体突出过程的微震辨识技术

 以采动岩体微破裂产生的弹性波为信息源,应用弹性波与岩体破裂的相关理论与技术,探索地下采空区不明水体的蓄积和成灾过程。经研究发现,在突水灾害前存在确切的弹性波波速比VP/VS低值异常、振幅比VSH/VPH高值异常、震动主频低值异常、波形变异以及隔水岩墙主破裂发生前的微震频度异常。由此提出应用地面微震遥测技术,通过在线监测和分析采动岩体破裂被动震源或增设爆破主动震源所携带的信息,预测矿井不明水体突出灾害的技术思路,达到空间上控制全矿井范围的宏观监测、时间上在线连续监测和远离危险源的安全监测之目的。     

深部岩体稳定性评价的声发射—压力耦合模式

以海沟金矿的大面积采空区为研究对象,将压力观测,声发射检测,位移观测等多种手段联合用于采空区围岩的稳定性监测,通过分析各种信息之间的耦合关系,得到了由压力和声发射联合表示的岩体稳定性评价的三种“判别模式”,即升压稳定模式,降压稳定模式和降压不稳定模式,实践表明,所得到的判别式利用了压力和声发射这两种普通信息之间的“耦合内涵,因而有着更好的可操作性,更宜于现场监测人员的理解和掌握。     

超大型三维有限元模型的快速可视化算法

针对超大型三维有限元模型的特点,总结了其可视化任务的基本需求和关键算法。由此分别为网格、单元、剖面可视化,以及绘制彩色云图等不同任务,编制了结构简单、运行可靠的快速显示算法。通过具体工程实例与典型商业程序的对比验证,初步证明了该算法的可行性和优越性,有助于简化超大型有限元程序的编写过程。     

二长花岗岩三轴压缩下声发射特征围压效应的试验研究

 岩石材料在受载情况下,发生变形和内部破裂,储存的部分能量以应力波的形式释放出来,产生声发射现象。采用三轴压缩试验和声发射试验,研究玲珑金矿二长花岗岩声发射特征与力学参数之间的关系。结果表明：(1) 岩石试样在三轴试验条件下,其声发射特征基本符合岩石加载破坏过程中的4个阶段,其中压密阶段在围压对岩石材料的压实作用下没有明显体现出来。(2) 通过分析围压对岩石记忆效应的影响得出,在相对低围压水平时,Kaiser效应显著性会随轴向应力水平提高而降低,Felicity效应显著增大;随着围压水平的提高,Kaiser效应显著增大,Felicity效应显著降低。(3) 在声发射法测量地应力过程中采用三轴试验更为适合,三轴试验可消除应力环境不同和高应力水平Kaiser效应模糊所引起的误差,使测量值更接近实际岩体所处的应力状态。(4) 随着围压水平的提高,岩石的抗压强度随之提高,岩石破裂前夕声发射特征参数呈现突发性特征,表现为突然激发出高能量振铃计数率、能量累积迅猛增加,并且伴随没有峰后曲线的岩石突然破裂现象。     

早龄期冻结土压力与负温耦合作用的井壁混凝土性能

研究了早龄期冻结压力等荷载、负温及早龄期荷载和负温耦合作用对冻结竖井井壁C60混凝土抗压强度、氯离子扩散系数和声发射特征的影响,并通过扫描电镜分析其内部微裂缝.结果表明：早龄期荷载加载时间越早对混凝土28d抗压强度的影响越大,当外部荷载作用时间在3d以后且荷载水平在混凝土当天强度40%以内时,混凝土28d强度几乎不受影响;冻结井井帮负温环境会延缓井壁混凝土早期水化,防冻剂的加入利于加快混凝土水化和强度的发展;在早龄期荷载及负温耦合作用下,混凝土28d抗压强度降低明显,氯离子扩散系数大大增加,混凝土的渗透性由\     

爆破事故因果连锁模型研究及其应用

依据工程爆破事故频发的现状,提出构建爆破事故理论模型的必要性。作业人员不安全行为是事故发生的主要原因,是研究爆破事故理论模型的关键。基于人的行为原理及行为模型理论,从物质环境因素、爆破作业量、周围其他人的不良影响因素等方面,分析其存在对作业人员不安全行为产生的消极作用,并提出了基于人行为、心理的爆破事故因果连锁模型。根据爆破事故模型,提出切断事故链是预防爆破事故发生的原则,爆破事故预防对策从控制人员不安全行为和防止“接触”两方面入手。爆破设备引入不安全行为的自动识别及纠偏、爆破闭锁功能的设计,有利于消除作业人员不安全行为,避免爆破伤亡事故的发生。