断层岩爆是应变局部化导致的系统失稳回跳

讨论了应变局部化、岩爆及Ⅱ类变形行为的关系，并利用梯度塑性理论得到了4种等效的回跳准则。局部化是岩爆的前兆之一，也是出现Ⅱ类变形行为的原因。利用最小势能原理及梯度塑性理论，可得到系统的失稳判据；利用位移法，可以得到系统的Ⅱ类变形行为。若非弹性剪切位移(或平均塑性剪切应变)的增加快于弹性剪切位移(或平均弹性剪切应变)的降低，将出现Ⅰ类变形行为；反之，将出现Ⅱ类变形行为。弹性区与剪切带宽度的比率越大，或剪切弹性模量与剪切降模量的比率越小，系统越容易失稳。     

岩石试件尺寸效应的塑性剪切应变梯度模型

利用剪切应变梯度塑性理论 ,假设剪切带内部的岩石为剪切破坏 ,建立了单轴受压岩石试件尺寸效应的塑性剪切应变梯度模型 ,并模拟了剪切带倾角、参数k1和k2 对单轴受压岩石试件软化段应力 -应变关系的影响规律。局部化是尺寸效应的原因。     

考虑水致弱化及应变梯度的断层岩爆分析

研究了岩石含水量对断层．围岩系统稳定性及岩爆(冲击地压)对韧性断层变形的影响。含水量不仅影响岩石强度，也对应力．应变曲线应变软化阶段斜率有影响。基于梯度塑性理论和水致弱化函数，得到了剪切带内部的塑性剪切应变、总剪切应变及塑性剪切位移的分布规律。此外，还得到了不同含水量时剪力．塑性剪切位移的关系。研究结果表明：随着岩石含水量的增加，塑性剪应变降低，塑性剪切位移降低；含水量越大，则弹性阶段越短，耗散势能越小，外力功越小，断层岩爆释放的弹性能量也越小；岩石的含水量增加，则断层．围岩系统不容易发生失稳。     

结构—TMD系统抗震的优化参数研究

本文研究结构－TMD（调谐质量阻尼器）系统地震反应控制中参数的优化设计问题,包括TMD在结构上的最佳位置、最佳频率、最佳阻尼等参数值以及TMD对与其非调谐结构振型地震反应的作用进行了分析,导出了最优参数的近似计算式,为TMD在结构抗震方面的设计提供了理论依据。     

大采深地质构造复杂矿井应力集中模拟预测研究

断层与褶皱在煤岩体中广泛分布,构成了煤层开采过程中失稳的主要因素,是煤层中地应力集中的地方,煤矿灾害的多发区域,是煤矿开采等地下工程围岩变形与破坏的重要原因。随着煤矿开采深度的不断增加,加之断层褶曲构造,地应力越来越大,井下应力环境发生了很大变化,导致巷道大变形、冲击地压、煤与瓦斯突出及突水等灾害越来越严重。因此,对大安山煤矿+400m水平的断层、褶皱地质构造应力场进行数值模拟研究,充分了解应力场分布特征、煤岩体性质与结构特征,进行合理的、切合实际的围岩稳定性、围岩变形与破坏分析,为合理的支护设计与灾害防治,特别是冲击地压的防预提供了有力的依据。模拟显示:(1)主应力方向在断层附近有明显扰动;(2)远离断层端部区域煤岩体最大水平主应力一般水平,断层端部的局部区域出现应力集中;(3)向斜最大主应力在褶皱轴处最大,向两翼逐渐变小;(4)背斜最大主应力从褶皱轴部向两翼逐渐增大,轴部值达到最小。与工程实际有很好的吻合。     

多孔介质岩土材料剪切带孔隙特征研究(1)——孔隙度局部化

基于梯度塑性理论，分析了剪切局部化引起的剪切带内部孔隙度的不均匀性。以剪切带内部的微小单元体为研究对象，假设剪胀引起的局部塑性剪切应变与局部塑性体积应变成比例，比例系数为扩容角，得到了局部孔隙度的解析解。结果表明，剪胀后的孔隙度、孔隙比、孔隙度增量、孔隙比增量、孔隙度变化率及孔隙比变化率均具有局部化特征，在剪切带中部其值最大。在应变软化过程中，剪切带内部的孔隙度、孔隙比、孔隙度增量及孔隙比增量越来越不均匀。随着剪应力卸载率的增加，孔隙度变化率及孔隙比变化率越来越明显。内部长度越小，剪胀后剪切带内部孔隙比梯度越大。内部长度不影响剪切带内部最大孔隙比，而剪切降模量则影响剪切带内部最大孔隙比和孔隙比梯度。     

煤岩双重介质注水驱气渗流的理论研究

采用更接近于煤层实际为孔隙、裂隙结构的双重介质模型对煤层注水过程中的水、气两相驱替问题进行了研究，建立了极坐标下的双重介质煤层注水驱气的数学模型，采用特征线法求解了煤层中水饱和度随时间、空间位置分布变化的规律，并求出了两种特殊情形下平面径向流气为零饱和度的特征面方程的解析解.     

冲击地压的混沌学模型及预测预报

根据混沌学理论,研究了冲击地压启动的混沌特性,提出了在一定的时间尺度内预测预报冲击地压发生的方法。应用动力反演方法,建立了冲击地压的动力学方程组,并以此模型进行冲击地压的预测预报。实例表明,该方法是可行的。     

振动筛噪声机理分析与研究

介绍了振动筛工作过程中产生噪声的主要原因 ,并针对上述问题进行了分析讨论 ,利用解析和数值相结合的方法分析了各参数对振动筛噪声的影响 ,找出影响噪声的关键因素。对如何降低振动筛的结构噪声提出了改进意见 ,为治理同类噪声问题提供了有力的理论依据     

平面径向流注水工艺参数的确定

煤层注水已经成为煤矿开采中经常采用的一项驱气技术。根据流体力学和多孔介质渗流力学的基本原理,建立实验模型,结合一些数学方法,推导出煤层注水时间的解析解。然后通过大量的实验数据,根据给定的边界条件拟合出响应的曲线,寻找出煤层注水中不同压力的注水半径和注水时间的关系,以及注水时间和压力的关系,为煤层注水提供重要依据。