尾砂胶结充填体声发射特征的分形分析

对取自某铜矿的尾砂按不同配比制备尾砂胶结充填体试样,在单轴压缩条件下,进行尾砂胶结充填体破坏全过程声发射试验,通过对声发射基本参数序列进行理论分析,证实了充填体的声发射过程具有分形特征,并采用＂G-P算法＂计算了能率时间序列的关联维数.结果表明：低配比（1∶8）试样的关联维数在应力水平为60%时突降到最低,结构内部裂纹扩展开始变得有序,并呈宏观态势发展;高配比（1∶4）试样的关联维数是逐渐降低的,在峰值破坏时降到最小.此外,关联维数的＂突降→平静＂和＂持续降低＂两种模式可分别作为两种配比的充填体现场稳定性监测、预报的前兆判据.     

循环载荷下胶结充填体损伤声发射表征

胶结充填体是充填采矿法应用的关键部分,其稳定与否是充填采矿成功实施的基础和前提。实际采矿活动对充填体产生一种循环重复的加卸载扰动,通过研究循环加卸载作用下充填体损伤破坏过程的声发射特征,探求充填体的损伤演化机理,可为充填体声发射监测技术提供基础性依据。本研究利用RMT-150C电液伺服系统和PIC-2型USB数字多通道声发射仪对灰砂比为1∶4的4组试样进行多级加卸载试验,模拟充填体实际所处应力环境。通过对试验过程系统接收到的声发射信号分析处理后,发现了循环载荷下胶结充填体的损伤演化具有3个不同阶段特征;同时用经过声发射参数量化后的损伤值表征充填体的损伤,为充填体稳定性监测技术的建立提供数值依据。     

循环载荷下块石胶结充填体声发射特性研究

利用RMT-150C岩石力学试验系统和PCI-2型声发射采集系统,对灰砂比为1∶4的纯尾砂充填体与块石作骨料的胶结充填体在不同幅值循环加卸载条件下损伤破坏全过程的声发射特性进行了研究。试验结果显示：含块石充填体在循环载荷下损伤破坏过程声发射信号较纯尾砂充填体更加丰富,且均表现出在加卸载应力幅值为80%的阶段声发射活动最为平静的共性。试验数据处理结果表明：充填体Kaiser效应的有效应力区间为相对应力水平低于70%,超过这一区域后,Kaiser效应失效,Felicity效应显著。     

基于声发射概率密度函数固废胶结充填体损伤分析

固废胶结充填体是保障矿山安全回采的关键承载结构,为探究其实际承载损伤破坏过程,在RMT-150C岩石力学测试系统上对不同粗骨料含量的4组胶结充填体试样进行了单轴压缩与循环载荷下的声发射试验。结果表明：循环载荷下,4组试样均具有显著的Kaiser效应,且含块石的3组试样声发射事件数更丰富,峰值应力前达到了纯尾砂试样的152%、225%和300%。同时,利用声发射概率密度与承载应力水平间的关联性,得到了4组不同块石含量胶结充填体的声发射概率密度方程,通过声发射概率密度函数实现了声发射参数量化分析胶结充填体承载损伤过程。对比损伤变量-应力水平曲线可以看出,块石的加入能够有效减缓并抑制前期损伤,当块石含量为20%时,效果最好。     

胶结充填法采场围岩与充填体相互作用研究

本文从胶结充填材料及碎裂岩体的力学特性出发,分析、研究了胶结充填法采场围岩与充填体相互间的力学作用,建立了其力学模型,并求得了解析解答。这些解析结果可应用于采矿设计及指导生产实践。     

废石尾砂胶结充填体强度试验研究

对废石尾砂胶结充填进行了系统的试验研究。阐述了废石尾砂胶结充填工艺的工业性及原理,着重研究了废石尾砂胶结充填体强度的影响因素:水灰比、灰砂比、水泥含量、废石尾砂的粒径级配及配比。研究结果表明,废石尾砂胶结充填体强度随水灰比、灰砂比的减小而增大,随水泥含量的增加而增加。在强度一定的条件下,废石尾砂胶结充填比其他充填方式,单位体积内水泥耗量少,成本低。     

分级尾砂胶结充填体强度参数试验研究

在矿产资源开采过程中会产生大量的固体废料,固体废料堆积会对地表及地下水产生严重的污染,从而诱发一系列次生灾害,同时也不符合当前绿色矿山建设及节能减排之趋势。在尾砂中加入一定比例的水泥再充填入井下的采空区既能缓解固体废料排放问题,又能增加开采作业的安全性。目前对于尾砂胶结充填体的力学研究才处于起步阶段,为了深入研究充填体强度参数的演化规律,该文选用大红山铜矿的分级尾矿制作了不同的配合比条件下的圆柱体试件,测试其单轴抗压强度、弹性模量、泊松比、应力-应变曲线,并分析各参数与配合比之间的关系,研究了胶结充填体的变形特征,从而探究分级尾砂胶结充填体力学参数的成因并为调节力学参数提供依据。     

焦家金矿全尾砂胶结充填体强度的试验研究

在焦家金矿使用全尾砂代替分级粗尾砂进行胶结充填，可以满足矿石回采时对胶结充填体强度的要来．影响充填作强度的主要因素是灰砂比和料浆浓度．试验研究获得了胶结试块28天单轴抗压强度对灰砂比和料浆重量浓度的回归方程．     

不同埋深灰岩岩爆倾向性及声发射特征试验研究

通过开展不同埋深灰岩的常规单轴试验,获取灰岩破坏过程中的应力—应变曲线和声发射时域特征参数.利用弹性能量指数WET、变形脆性指数Kε和线弹性能We指标,判别不同埋深灰岩岩爆倾向性.通过分析灰岩破坏过程的声发射特征参量及其变化规律,建立了发生岩爆的前兆信息特征.结果表明:随着埋深梯度递增,岩石岩爆倾向逐级增强,当埋深达1...     

循环动力扰动下花岗岩细观损伤特性试验研究

为研究循环动力扰动下岩石细观损伤特性,本文选取花岗岩为研究对象,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)进行循环冲击试验,并结合核磁共振系统(NMR),得到了循环动力扰动后花岗岩孔隙度、横向弛豫时间T₂谱分布以及核磁共振图像(MRI).试验结果表明:在岩石弹性极限范围内,动力扰动结束后,岩石材料孔隙度降低;初始与最终横向弛豫时间T₂缩短,循环扰动过程促使了小孔隙生成,大孔隙尺寸与数量减小;孔隙度降低不意味着所有类型孔隙的数量均减少,相反小孔隙数量是增加的,大孔隙数量减少是动力扰动后花岗岩孔隙度降低的根本原因.     

拉伸试验中充填体声发射特性及数值模拟研究

下向胶结充填采矿过程中, 胶结充填体顶板的破坏不仅受抗压强度的影响, 而且还表现为张拉破坏, 为了充分探索充填体顶板张拉破坏过程中的损伤演化规律, 对胶结充填体试件进行了单轴抗拉破坏声发射试验, 并利用RFPA2D软件对其拉伸破坏过程及声发射信号进行了数值模拟.模拟分析表明, 胶结充填体的抗拉破坏是始于试件圆盘中部, 沿着加载轴线方向出现裂隙萌生与扩展, 并汇聚成宏观的裂隙带, 最终导致整体失稳的破坏过程.模拟结果还再现了抗拉破坏时声发射的分布规律, 其结果对比室内试验的声发射特征规律, 具有很好的一致性.      

上向分层充填采矿法尾砂充填体沉缩变形试验研究

尾砂充填体沉缩变形量较大且难于确定。基于大尹格庄金矿水砂充填生产实践,在室内试验测定分级尾砂粒级组成、孔隙率、载荷作用下沉缩变形量的基础上,通过采场内尾砂充填体厚度计算、回采作业前后充填面标高等参数的计算,推算出尾砂充填体最终沉缩率为11.6%。试验结果可为尾砂充填采场的清底标准提供依据,并根据生产需要适当采用胶结充填方式减少采矿贫化损失。     

大理岩声发射Kaiser效应法测量原岩应力试验研究

为研究声发射Kaiser效应法测量原岩应力,进行了现场套孔应力解除试验,得到了试件加载方向的实测应力值,对大理岩进行单轴压缩条件下的2次加载声发射试验并确定Kaiser点.试验结果表明:通过声发射Kaiser效应法测得的地应力与通过套孔应力解除法测得的原岩应力误差小于10 %,原岩应力位于20 %~26 %的峰值强度之间,即岩石压密阶段后期或弹性阶段初期.研究结果可为提高判读Kaiser点的精度和岩石工程实际提供依据.      

基于声发射监测的矿柱破裂过程试验研究

在地下开采过程中,往往留有各种不同形式的矿柱。矿柱支撑采场顶板的同时还维护采场围岩的稳定性,因此矿柱的稳定性是影响矿山安全生产的重大因素。借助声发射定位技术手段,对不同尺寸的矿柱做了一系列试验,旨在探索矿柱试件在加载过程中变形、破坏规律,并对矿柱试件的变形、破裂作出初步的预测。     

胶结充填体矿柱结构可靠性设计方法

胶结充填体矿柱广泛应用于地下矿山，矿柱结构的稳定性直接关系到采矿生产安全，胶结充填体矿柱结构可靠性设计日益受到重视和普遍应用。传统的安全系数法不能考虑影响胶结充填体矿柱结构稳定性因素的随机性和离散性，因而其结论具有很大的局限性。变异安全系数法可以可靠性理论为基础，充分考虑胶结充填体矿柱结构稳定性影响因素的随机性及其离散程度，计算结果更具指导性。章从胶结充填体矿柱力学分析入手，分析了安全系数法的局限性，详细介绍了变异安全系数法及其用于胶结充填体矿柱结构可靠性设计的方法。     

金厂峪金矿充填尾砂基本性能试验研究

充填尾砂基本性能试验是充填技术应用的基础性工作。通过对金厂峪金矿充填尾砂进行物化性质测定及尾砂沉降试验、饱和度试验和泌水试验,全面掌握了充填尾砂基本特性;根据试验结果并结合强度试验及料浆扩散度试验确定了料浆输送浓度为70%~72%,充填灰砂比(1∶4)~(1∶8),为金厂峪金矿充填工艺及充填系统设计提供了基础数据。     

Crack propagation in ceramic materials under cyclic loading conditions

An analysis is presented which enables crack propagation rates under cyclic loading condiditions to be predicted from static slow crack growth parameters. A comparison of the predicted times to failure under cyclic conditions with available measured failure times, for several ceramic materials at ambient temperatures, suggests that there is no significant enhancement of the slow crack growth rate due to cycling. This is verified in a series of measurements of slow crack growth rates under static and cyclic conditions.     

Failure characteristics of osteoporotic vertebral bodies monitored by acoustic emission

The third lumbar vertebrae of nine elderly subjects (average age, 81.4 +/- 6.7 years) graded osteoporotic and the second to fifth lumbar vertebrae of a 37-year-old man graded as normal were used to investigate microdamage accumulation during quasi-static compression loading with an acoustic emission detection system. Mechanical parameters (apparent elastic modulus, stress, and strain) and acoustic emission event count rates were measured simultaneously. The normalized mean value of any mechanical parameters of normal group was significantly high with respect to that of osteoporotic group. The normalized mean value of cumulative acoustic emission event counts to maximum stress of the normal vertebrae was substantially small with respect to that of the osteoporotic vertebrae (p < 0.0005, z-test). Postloading microradiographs displayed fracture lines adjacent to the end plates in six vertebrae of osteoporotic group. These results are consistent with the hypotheses that microdamages of osteoporotic vertebral bodies are generated and accumulate at lower strains than those of normal vertebrae at a specific site.