露天矿排土场土石混合体K0系数试验研究

松散土石混合体在排土场内进行着有侧限的固结,重塑,其静止侧压力系数K_0是影响固结过程及力学特征的重要参数。通过常规固结仪分级加载固结试验和GDS连续加载固结试验,对原材料取自哈尔乌素露天矿排土场的土石混合体重塑试样进行K_0固结试验,研究了不同初期固结压力(模拟排土场不同埋深)下重塑土石混合材料K_0系数变化规律。结果表明:重塑土石混合材料具有较强的结构特性,初期固结压力越大其结构性越明显;低初期固结压力试样正常固结段经验值与试验K_0值基本吻合,约为0.44～0.45,高初期固结压力试样正常固结段经验值高于实验值;超固结阶段,土体经验公式计算值均高于实测值,随固结压力的增大二者差值逐渐减小。     

土石混合体双轴压缩颗粒流模拟

通过三维空间随机点生成与颗粒绑定技术, 利用颗粒流软件PFC^3D, 结合工程实际建立了不同含石率的颗粒流三维模型, 对模型进行了双轴模拟试验。结果表明, 低含石率时, 土石混合体与土体的力学性质类似; 同一含石率的土石混合体强度随着围压的增大而增大, 并有明显的残余强度; 随着含石率的增加, 双轴抗压强度随之增高, 块石骨架效应越发明显, 表现出显著的非均质、非连续性特征。     

土石混合体材料的模型构建及其数值试验

针对土石混合体材料自身所存在的非均质性、非连续性及其所表现出来的结构效应, 采用PFC 3D(Particle Flow Code)颗粒流离散元计算程序, 从材料的复杂结构入手并通过简化的方法建立了土石混合体二维颗粒流随机结构模型, 并对所建模型进行了压剪变形破坏的数值试验, 最后对试验所得的剪应力-位移关系曲线进行了分析。结果表明, 在剪切荷载加载的初始阶段, 主要表现为土体的变形破坏特性, 随着应变的发展, 块石与土体交错挤压所形成的结构效应开始起作用, 并且含石率越高, 这种结构效应对峰值的贡献也越大。     

基于原位推剪试验的露天矿边坡土石混合体力学特性分析

为了研究矿山边坡滑坡段土石混合体的力学特性,对山西省平朔露天矿边坡滑坡段的6处不同高程的土石混合体开展大型原位推剪试验,获取原位剪切强度指标,并研究了含石量对剪切强度指标的影响。研究结果表明：由原位推剪试验得到不同高程的应力—应变曲线都经过了初始变形、弹塑性变形和应力软化变形3个阶段;随着试验点高程的增加,曲线整体沿着纵坐标上移,峰值强度明显增大;各高程试样的黏聚力随着高程的减小而逐渐增大, 内摩擦角随高程的减小而逐渐减小;在含石量较低和较高的情况下,黏聚力随含石量增加有小幅下降,而含石量在35.6%～50.0%内时,黏聚力与含石量呈正相关关系;内摩擦角与含石量保持明显的正相关线性关系。试验结果可为矿山滑坡体的稳定性计算提供真实有效的原位力学参数。     

基于CT图像的土石混合体破裂-损伤的三维识别与分析

土石混合体是一种特殊的非连续非均匀地质材料,传统的岩土力学试验方法与分析理论难以直接用于分析其变形破坏行为。发展了一种基于CT扫描和图像处理技术的内部破裂与损伤的三维识别方法,利用自行开发的裂纹识别提取程序提取和分析了单轴压缩下不同含石率土石混合体变形破坏时的内部细观结构变化特征,建立了土石混合体破裂-损伤的三维重构模型,定量地分析了单轴压缩条件下土石混合体的内部损伤演化规律以及含石量的影响和作用。研究表明:该方法可以直观定量地表征土石混合体变形破坏的内部损伤特征与演化规律。石块对土石混合体损伤发展的影响与含石量密切相关,存在一个临界含石率。     

土石坝水平位移变形规律的监测与初步分析

以许多实际工程监测资料为依据，初步总结了土石坝水平位移变形的基本规律，并给出了相应的经验公式。该公式经实际应用，应用效果说明其用于土石坝水平位移估算具有较高的准确性。     

基于透明介质和颗粒图像技术的土体变形测量研究进展

该文采用无定形硅粉和矿物油等材料开发了能够模拟天然粘土和砂土工程特性的人工合成透明材料———人工合成透明土。通过对其工程特性以及颗粒图像变形测量系统及算法的研究及其在模型中的应用进行了介绍和评价,推动土体变形的三维测量研究,同时也有助于了解土体在各种荷载作用下的变形机理,并对颗粒图像技术在岩土工程中的应用前景及研究方向作了展望。     

土钉支护结构变形的FLAC^3D分析

在分析土钉受力状态的基础上,采用FLAC3D软件研究土钉支护结构的变形.根据土钉支护结构的开挖、支护现状,在大变形条件下,分别对土钉支护结构的整体变形,土钉的拉伸、剪切变形的进行数值研究.并将结果进行对比分析,从而得到了变形的变化规律,结果可为理论研究和相关设计提供一些有价值的参考.     

基于GPS技术的露天煤矿边坡变形规律及趋势分析

以我国内蒙古地区某露天煤矿C标变形区为研究对象,为得到该区域边坡破坏模式及变形规律以便有针对性的对其采取防治措施,首先了解该地区近年来边坡变形及滑坡情况,并在该变形区不同位置布置监测点形成监测线,对相应区域进行GPS监测。通过对各监测线、监测点变形数据进行统计分析,圈定了该露天矿边坡的变形区域,对该区域边坡破坏模式和变形规律进行研究,并对该区域变形趋势进行了预测,得出该区域边坡变形速率与采矿活动及当地季节气候有关。     

土石混合体松散地层锚固工程成孔技术探讨

龙虎关特大型土石混合体古滑坡,设计采用预应力锚固技术处治.由于地层结构松散,普通钻进方法无法成孔.经过专门生产性试验,解决了复杂地层锚固工程施工关键技术,在机具配置,施工工艺和相关技术控制等方面取得较好的效果.     

单轴压缩下低温冷冻原煤的变形及声发射特征试验研究

分别对自然和自然饱水状态下冷冻处理后及未经冷冻处理的煤样开展单轴压缩声发射试验,分析了煤样的强度及变形特征,并对加载过程中的声发射特征与损伤演化规律展开分析。研究表明:低温冷冻后自然和饱水煤样的抗压强度会降低,分别降低13.93%和25.02%;其变形特征和撞击率演化规律基本不变,但压密阶段应力-应变曲线斜率会降低,且最大撞击率会出现增高,分别增加10.20%和22.45%;3种状态下煤样损伤演化规律依次可分为初始损伤阶段、损伤缓慢阶段、快速损伤阶段和峰后损伤阶段,但低温冷冻处理后峰后损伤阶段明显缩短;低温冷冻处理后煤样在峰值载荷处损伤演化明显不同,自然状态下呈多级台阶上升;而冷冻处理后呈单级台阶上升,损伤增长较快,对应破坏越剧烈,煤样破碎程度越高。     

基于RSM的复合骨料充填料浆流变特性试验研究

为研究充填料浆质量分数（A）、砂灰比（B）和机制砂占比（C）对复合骨料充填料浆流变特性的影响规律和优化充填料浆配比参数,采用响应面法（RSM）设计试验开展屈服应力和扩散度等测试。结果表明：对于充填料浆的屈服应力,各影响因素的显著性为A>C>B>AC>C2>BC>A2,对于充填料浆的扩散度,各影响因素的显著性为A>C> A2> C2> AC,砂灰比对扩散度影响不显著;屈服应力随充填料浆质量分数的增加呈上升趋势,且质量分数越大,屈服应力上升速率越快,屈服应力随机制砂占比的增加呈下降趋势,且机制砂占比越高,屈服应力下降速度越快;扩散度随充填料浆质量分数的增加呈下降趋势,且质量分数越大,其下降速率越快,扩散度随着机制砂占比的增加呈增大的趋势,但当质量分数较大时,机制砂占比对扩散度的影响逐渐减弱;设定充填料浆的屈服应力为100~120Pa,扩散度为8~12cm,得到机制砂占比为10%、20%和30%时充填料浆质量分数范围分别为73.49%~76.14%、74.21%~75.86%和74.50%~77.14%。     

单轴压缩下破裂岩样强度及变形特征

巷(隧)道围岩的显著特点为破裂后承载,破裂围岩强度及变形特征的正确评价对其围岩稳定控制意义明显。以从已破坏返修段巷道现场采集的破裂岩样为研究对象,根据其现场多处于近似零围压或低围压的应力环境,借助MTS伺服试验机对其单轴压缩下再破坏时的强度及变形特征进行系统研究。结果表明:破裂面对岩石的峰值强度产生明显的影响,对残余强度无直接决定性的影响;破裂岩样全应力-应变曲线总体可分为单峰型和多峰型2类;破裂面对岩石的割线模量及泊松比、峰值轴向应变影响不明显,但对峰值环向及体积应变影响明显;破裂岩样破裂面扩展过程及最终的破坏模式与原主破裂面的角度有关,主破裂面与加载方向近乎平行时,多发生竖向劈裂破坏,当两者垂直时,多发生竖向劈裂与横向主破裂面贯通破坏,其他情况大多发生竖向劈裂与剪切组合破坏模式;破裂岩样表面破裂面分布具有明显的分形特征,且其单轴压缩峰值强度与其表面破裂面盒维数两者之间总体符合线性单调减函数关系。     

空化水射流清洗的实验研究

在理论分析空化射流清洗机理的基础上 ,通过实验研究了基于自激振荡空化喷嘴产生空化射流 ,从而提高射流清洗效果的新型清洗方法 ,并实验研究了将该方法用于管道内壁清洗时 ,改善清洗效果的措施。     

数据压缩技术的应用与研究

主要介绍了数据压缩技术的基本概念、基本原理 ,常用的数据压缩技术及分类 ,数据压缩标准以及数据压缩的应用。     

基于变形场时空演化的煤冲击劈裂试验研究

采用霍普金森杆冲击加载装置,通过高速摄影机搭建实验的数据采集系统,以数字散斑相关方法作为实验的观测手段,对巴西圆盘煤试件在冲击载荷作用下的冲击劈裂变形场演化规律及裂隙扩展特征进行实验研究。试验结果表明:1从变形场演化特征分析,加载初期变形场相对均匀,随荷载增加变形局部化特征明显。变形场时空演化总体表现为两个阶段特征:峰前水平方向变形量值变化较快,垂直方向变形量值变化较慢;峰后由于裂隙演化,水平方向变形量值变化缓慢,垂直方向变形量值变化较快;2霍普金森杆加载过程中,在试件两端加载处出现了局部压碎区,加载过程中主裂纹从压碎区域萌生并沿径向加载方向扩展至另一端贯通破坏;3实验测得煤样在冲击载荷作用下峰前应力随应变呈线性增长,弹性模量与静荷载相比有较大提高,由于压碎区域存在,冲击加载实验得到的煤试件拉伸强度与实际相比偏小。     

基于振动混流技术的褐煤干燥试验研究

以SZ-200 t/h型振动混流干燥系统为研究对象,在不同热风温度、褐煤粒径及给煤量工况条件下进行了神华金峰矿褐煤干燥特性的试验研究,探讨了煤样粒径、给煤量、入口风温等因素对褐煤干燥特性的影响规律。结果表明:在干燥温度一定的工况下,褐煤粒径对干燥速率影响高于给煤量的影响,而且粒径越小,褐煤气化的比表面就越大,从而大大加速了干燥过程,粒径是影响换热的主要因素;提高干燥热风温度,减小褐煤粒径及给煤量,褐煤干燥效果越好、品质越高,即去水率越大,发热量越高,同时干燥速率也越大。     

基于三维激光扫描技术的料位检测试验研究

针对传统料位检测方法存在的易受粉尘影响、可靠性差、测量点少等问题,开展三维激光扫描技术在料位检测中的试验研究。试验结果表明,三维激光扫描技术可快速、全面、准确地测量料位高度,实现料位三维可视化,为选矿过程控制提供准确数据,防止料仓排空或者溢出,提高矿山安全生产水平。     

基于3D打印技术的建筑物采动变形物理模拟试验

井下大规模开采将导致覆岩产生移动、变形乃至破坏,并在地表形成大范围的沉陷区,形成不良地基,在沉陷区上兴建建(构)筑物将存在着较大的安全隐患,掌握建(构)筑物与地表的移动变形相关规律是确保建筑安全的前提。以沉陷区建筑物为研究对象,分别采用3D打印技术模拟建筑结构、砂石材料模拟岩土结构,构建建筑与岩土的耦合物理模拟实验,研究了煤层开采造成的地基移动变形对建筑物二楼顶部、一楼顶部等各部位的采动响应。研究结果表明：3D打印技术能够较好地实现几何相似与力学强度相似相匹配的建筑模拟,3D打印建筑模拟材料力学强度影响因素：填充率>材料性质>打印角度>打印厚度。     

基于红外成像技术的松散煤体有源温度场实验研究

在自行设计并搭建的松散煤体有源温度场实验台基础上,应用热红外成像仪进行探测和分析,定性和定量研究松散煤体有源温度场变化及影响参数,认清和掌握松散煤体内部热量传递规律,对探测井下煤层自燃隐蔽火源具有重要的实际工程应用价值.