土层锚杆的应力传递及变形分析

采用Cooke提出的摩擦桩的荷载传递物理模型，导出了土层锚杆荷载传递的双曲线函数模型及荷载与位移关系的理论解，并将理论解与现场实测数据进行了比较，两者吻合较好，该模型可供工程设计应用参考。     

底板岩层变形破坏过程中分维特征研究

本文基于大量实测信息,对承压水上开采煤层底板岩层变形破坏过程中岩移、注水量(渗透性)等矿压显现的观测时序,进行关联维数的提取,并对其运动性态进行了研究。实例分析表明:底板岩层变形破坏过程中呈现出典型的混沌性态;另外由于底板岩层渗透性指标的关联维数比岩移量指标大的多,表明用渗透性指标描述底板岩层变形破坏特征要比岩移量指标更敏感。     

块体结构岩体中的应力传递与采场基本顶结构载荷计算

应力在块裂介质中的传递规律与在连续介质中的传递规律不同。研究了属于块裂介质的块体结构岩体中自重应力传递所遵循的法则。研究结果表明，岩体中的应力大小受岩块数量以及岩块的几何参数控制。将研究结果应用在煤炭地下开采中的采场基本顶结构载荷计算中，为岩层控制研究领域块体结构岩层的应力分布计算和岩层结构的载荷确定提供了新的理论依据。     

充填开采的协作支撑系统及其力学特征

针对"三下"煤炭充填开采引起的岩层移动与控制问题,根据充填开采特点,重点考虑充填体、煤柱和承重岩层的共同协调作用,提出"充填体+煤柱+承重岩层"协作支撑系统这一概念。运用岩石力学、围岩控制原理及其相关理论分别分析充填体的支护作用机制、煤柱的支撑条件、协作支撑系统的力学作用过程及稳定条件,研究结果表明:充填体的支护作用体现在对煤柱的侧向加固和对承重岩层的竖向支撑;充填体对煤柱的侧向应力应满足一定条件才能保证煤柱对上覆岩层产生较大的支撑力;"充填体+煤柱+承重岩层"协作支撑系统的力学作用过程分别经历了上覆岩层的加速下沉、加速或匀速下沉、减速下沉、平稳这4个主要阶段,分析得到"充填体+煤柱+承重岩层"协作支撑系统的稳定条件,并发现充填体的压实度和充填率越大,对形成和提高"充填体+煤柱+承重岩层"协作控制体系的整体性、改善受力环境就越有利,最终能最大限度地控制岩层移动及地表沉降。最后,将"充填体+煤柱+承重岩层"协作支撑系统理论应用于周源山煤矿的"三下"充填开采当中,结果表明,在进行充填设计时,至少应将充填体的压实度Dr提高到0.8以上,充填率Ff控制在90%以上,才能将地表沉降控制到最小值,该结果与数值计算结果较为接近。     

深部煤岩层复合结构底板破坏机制及应用研究

为研究平煤矿区深部岩石开采工作面底板岩体破坏机制,在传统的单一岩层底板塑性滑移线场理论基础上,构建三层复合结构底板塑性滑移线场力学模型,推导得出5种工况下底板最大破坏深度理论解;模拟分析不同推进度下底板岩体应力场分布规律及塑性变形特征;最后运用振弦式应变计实时监测十二矿己15–31040岩石开采工作面底板岩体微应变量,得到采面采前–采中–采后底板变形发育形态及破坏域。结果表明：(1)该工作面底板主动破坏区深度位于中层与下层结构岩层之间,属第三种工况,最大破坏深度理论解为17.08 m;(2)模拟实验发现了底板岩体破坏与损伤主要集中在开切眼及两巷下方,以塑性滑移破坏形式为主,破坏深度为17.1～17.9 m,且寒灰承压水导升高度小于石炭系底部铝土泥岩厚度,有效隔水层可抵御寒灰水导升;(3)实测数据显示底板破坏初始位置超前采面7.9m,以压剪破坏形式为主,临近采面底板岩体进入采空区后转化为拉剪破坏,破坏深度可达16.5～18 m,温度监测显示采动破坏带的下部岩体仍具有良好的抗渗性。理论计算与模拟实验及实测结果相一致,可为相似地质条件下煤岩层开采工作面底板水害防治提供理论指导和实践参考。     

煤矿巷道底板锚固孔钻渣尺寸特征实验研究

长期以来,煤矿巷道底板小孔径锚固孔钻进排渣困难是高质量成孔的瓶颈问题。因此,明晰钻渣尺寸分布规律对排渣的顺利进行至关重要。利用理论分析及实验室实验方法研究两翼式钻头在底板锚固孔钻进过程中钻渣的尺寸特征。结果表明:底板岩石强度及钻头刀翼间距是影响钻渣平均尺寸的主要因素,岩石的单轴抗压强度越高,钻进过程中产生的大粒径钻渣比例越大,从而造成了钻渣整体的平均尺寸随岩石单轴抗压强度的增加而增加;钻机动力参数(转速及钻速)对钻渣平均尺寸不会产生规律性影响。此外,钻渣平均尺寸随着钻头刀翼间距的增加而增加。因此,通过减小两翼式钻头刀翼间距可以降低钻渣平均尺寸,在钻进至较坚硬地层时,由于大尺寸钻渣产出量增加,应及时调整排渣动力参数,保证钻渣顺利排出。研究成果可为底板锚固孔钻进过程中钻具结构优化以及排渣参数设定提供一定理论依据。     

采动底板层状岩体应力分布规律及破坏深度研究

准确预测采动底板破坏深度是承压水上采煤中的一个关键问题.将底板层状岩体视为横观各向同性连续体,根据煤层上覆载荷分布特点,推导出煤层采动后的底板任一点应力解析解.在此基础上,分析横观各向同性底板变形参数的各向异性度(E1/E2,μ1/μ2)对应力分布规律的影响.根据应力计算结果,利用Mohr-Coulomb屈服准则,试算搜索出横观各向同性岩体危险剪切面并判断该面是否破坏.算例显示,弹性模量各向异性度对采动底板各种应力分布影响较大,而泊松比各向异性度只对水平应力影响较大,对垂直应力和剪应力的影响远小于弹性模量各向异性度的影响.由于考虑了层状岩体变形和强度的各向异性,横观各向同性底板最大破坏深度及其位置的计算结果与现场注水试验基本相符,较各向同性底板的计算精度要高.     

粉喷桩复合地基应力及荷载传递分析

通过粉喷桩复合地基静载荷试验，分析了在整个加荷过程中，该类复合地基的桩土应力比的变化规律，并对复合地基中桩土共同作用机理进行了探讨。     

矸石-粉煤灰充填采煤覆岩结构与变形规律

矸石-粉煤灰充填采煤可解决“三下”压煤和固体废弃物排放造成的环境污染问题。根据充填采煤工作面覆岩移动规律,提出矸石-粉煤灰充填采煤覆岩存在3类结构;在弹性地基薄板理论基础上,建立了基本顶力学模型,推导出了基本顶弯曲下沉的理论公式,给出了基本顶破断的临界条件;据此,分析了基本顶变形影响因素,并进行了工程实践。结果表明,基本顶最大下沉量理论计算值与实测值基本一致,各因素对基本顶弯曲下沉影响大小依次为:基本顶弹性模量、覆岩载荷、直接顶弹性模量、充填体弹性模量。邢台矿7606工作面采空区基本顶的最大下沉量为234 mm,沿专用铁路线地表最大下沉量为16 mm,仅直接顶产生了局部裂隙和离层,基本顶完整性较好,覆岩属于第II类结构,地表变形得到了有效控制。     

杭州海积软土应力–应变特征与结构强度损伤规律研究

杭州海积软土是结构性土，其结构效应十分显著。海积软土在剪切试验中只产生剪缩现象，且其应力–应变曲线总体上呈一种特殊的应变硬化型，因而不同于典型的应变软化型结构性土。通过求取海积软土先期固结应力和结构屈服应力，得出了软土结构强度随埋深的变化规律以及软土在单向压缩条件下随压力的损伤规律，由此较好地实现了结构性土结构强度的求取，明确了结构强度的概念。     

杭州海积软土应力-应变特征与结构强度损伤规律研究

杭州海积软土是结构性土,其结构效应十分显著。海积软土在剪切试验中只产生剪缩现象,且其应力–应变曲线总体上呈一种特殊的应变硬化型,因而不同于典型的应变软化型结构性土。通过求取海积软土先期固结应力和结构屈服应力,得出了软土结构强度随埋深的变化规律以及软土在单向压缩条件下随压力的损伤规律,由此较好地实现了结构性土结构强度的求取,明确了结构强度的概念。     

多源煤基固废充填体强度演化规律及声发射特征

为探究多源煤基固废充填体力学特性,制备29组尺寸为70.7mm的立方体试件,采用单轴压缩实验系统得到不同龄期充填体试件抗压强度,利用XRD,SEM微观观测技术分析原材料的微观形貌及物质成分组成,并采集不同龄期试件断面微观形态结构,揭示充填体强度演化规律;基于响应面法研究各组分对不同龄期(3,14,28 d)充填体强度的影响,应用声发射测试系统监测试件破坏过程中声发射特征。研究结果表明：各因素对试件强度影响的显著性大小为：粉煤灰>矸石>脱硫石膏>气化渣与炉底渣的1∶1混合物;响应面法得到粉煤灰及矸石对充填体试件的抗压强度影响较大;新生成的棒状结晶物及蜂窝棉絮状胶凝物质随龄期的增长逐渐增多,从而使充填体强度增高;试件3 d强度最小,3～14 d强度增加幅度最大,14～28 d强度增加幅度次之;塑性变形阶段,有少量能量释放,试件表面出现细微裂纹,并逐渐演变成贯通裂隙;屈服破坏阶段,声发射振铃计数陡然增大,试件内部集聚的能量突然释放,试件表面出现明显贯通式裂隙,并逐渐裂开、崩落;峰后阶段,试件依然具有一定的强度,声发射事件依然存在,并伴随能量释放,研究成果可为工程现场充填材料...     

10万m^3原油储罐底板现场焊接及变形控制

大型储罐底板焊接及变形控制是保证储罐整体施工质量的关键环节,采用合理的焊接方法和防变形措施,可以有效地避免应力集中,提高储罐施工质量。介绍一种经实践证明合理,有效的储罐底板现场焊接方法及防变形措施。     

远场爆破水平应力波扰动下分层胶结充填体矿柱的动力响应机制

为研究远场爆破扰动下分层胶结充填体矿柱的动力响应机制,综合分层充填体的结构特征及其与围岩、周边充填体的相互作用,首次构建不同灰砂比的分层充填体多自由度结构响应模型方法,以冬瓜山铜矿3分层矿柱为例进行计算分析,与数值模拟及现场监测的结果进行对比验证,预判其稳定性,并研究不同应力波频率对其作用机制.结果 表明:在远场水平爆...     

红层堆积体高边坡坡体结构及变形规律

 红层堆积体高边坡是红层地区一种特殊的边坡型式。广元到巴中高速公路沿线分布有广泛的红层堆积体高边坡,从红层堆积体的改造过程入手,根据地质条件复查,依据坡顶形态,将沿线的红层堆积体分成：M型、双M型和单侧型;按照土体类型和结构堆积型式分为：层状堆积体、块石土堆积体、黏土层下卧块石土堆积体和块石土黏土中夹杂大孤石4种类型。根据现场调查资料并辅以MIDAS/GTS有限元分析软件,详细分析4种类型的开挖变形破坏特征。所有堆积体均存在坡体浅表层局部滑塌,其中层状堆积体中主要以顺层整体牵引式滑动为主,而在块石土和以黏土构成的堆积体中则主要出现圆弧状滑动面和沿基岩方向的平面滑动。含有孤石的坡体变形和破坏型式,受内部孤石的大小和位置不同而变化明显。堆积体边坡的具体变形特征除与堆积体结构特征有很大关系以外,还要受到其下卧基岩面的形状、倾角等因素影响。地质复查和数值模拟的结果显示,红层堆积体高边坡变形特征和破坏型式也与红层软岩地区同样具有多样化的特点。对进一步分析红层堆积体高边坡病害模式和灾害机制提供基础,也为红层堆积体地区设计开挖支护方法的研究提供依据。     

群桩地基中应力及变形规律数值分析

采用基于有限元法的“数值分析试验” ,研究了桩基的荷载传递规律 ,分析了单桩和群桩基础中地基的应力场和变形场的分布 ,为深入了解群桩的荷载传递特性及变形特性提供依据     

应力–冻融耦合作用下砂岩变形与损伤特征研究

寒冷地区工程岩体承受应力和冻融循环的共同作用。在长期应力–冻融耦合作用下,岩石力学性能会产生显著弱化,造成工程岩体灾害。为了研究应力–冻融耦合作用下砂岩的变形和宏细观损伤特征,首先采用砂岩试样开展冻融循环试验,研究无应力作用下砂岩冻融循环过程中的冻融变形规律。然后提出一种基于颗粒流和颗粒膨胀的岩石冻融循环数值模拟方法,并采用该方法开展应力作用下岩石冻融循环数值模拟,研究轴向应力作用下岩石冻融过程中的变形和破裂演化规律。研究结果表明：无轴向应力时,随着冻融循环次数的增大,砂岩的轴向和径向应变先增大后基本保持不变;冻融循环过程中砂岩试样轴向和径向应变存在显著差异,试样径向应变大于轴向应变,砂岩试样轴向和径向应变的差异随着冻融循环次数的增多先增大后减小;轴向应力不为0时,试样轴向应变随冻融循环次数的增大逐渐减小,径向应变随冻融循环次数的增大逐渐增大;在冻胀力作用下,试样表面附近的裂纹密度大于试样内部的裂纹密度;冻融循环过程中,轴向应力会抑制裂纹沿与试样轴线夹角较大的方向起裂和扩展;冻融循环过程中,试样内的破坏以拉伸破坏为主;基于颗粒流和颗粒膨胀的数值模拟方法能够较好的模拟冻融循环过程中砂岩的...     

浅谈10万m3原油钢制储罐底板焊接变形及质量控制措施

大型钢制储罐底板面积较大,底板排版时中幅板板幅尺寸较大,因此在底板的焊接过程中,罐底板容易产生波浪变形、起拱变形等质量通病,如何克服这种质量通病是大型储罐施工需要首先解决的问题。根据工程实际经验,提出了变形控制和矫正措施,较好地解决了该问题。     

钢结构工业厂房构件焊接应力及变形控制措施

钢结构在现代工业厂房搭建中取得了广泛应用,但各类构件焊接过程中易出现质量问题,诸如应力与变形.从原材料质量、焊接工艺等角度展开探讨,提出可行的方法以消除焊接应力与变形问题,通过合理控制措施为构件焊接质量提供保障,确保整体结构的安全性.     

建筑机械框器结构内力及变形计算的传递矩阵法

本文从结构实际型式和载荷条件出发，考虑杆件的弯曲、扭转变形，利用传递矩阵法建立了框架内力及变形计算方法，适合于对称或非对称型各类框架式结构计算。