球齿滚刀作用下岩石裂纹的数值模拟与试验观测

 在对实际掘进条件做出合理简化的基础上,主要从仿真与试验2个方面对齿刀破岩机制进行研究。首先将Hertz弹性接触理论引入仿真,从而考虑刀具的初始应力分布对裂纹扩展的影响;然后利用基于2D离散法的UDEC软件建立TBM双刃球齿滚刀侵入砂岩的模型,并进行仿真分析;最后在原有线切割试验台的基础上设计观测试验。首次利用高速摄像仪捕捉到岩石崩裂及破碎的现象,并巧妙地使用普通数码相机不连续记录球齿下密实核的产生过程。该模型成功地模拟裂纹的生成与扩展,由仿真结果可知：随着侵深的增加,球齿底部承受压应力过大逐步出现密实核;球齿之间的侧向裂纹由于拉应力失效迅速扩展并趋于交汇,最终裂纹贯穿导致岩体破碎;破碎前刃侧出现的小块岩石崩裂现象是由拉应力失效引起的。仿真结果与实验室观测结果表明,研究成果和施工现场数据存有良好的一致性,可适用于浅地层TBM掘进机破岩机制的研究。     

地下空区激光三维探测及稳定性分析

为了解决地下空区对露天矿安全生产的影响,针对洛钼集团露天开采境界下覆不明空区,利用激光三维扫描系统通过地表钻孔对空区进行精确三维探测,把激光三维探测的数据导入SURPAC建立空区三维块体模型,研究了SURPAC和FLAC~(3D)的数据转换方式,并编制相应程序把空区三维块体模型导入软件FLAC~(3D)进行稳定性数值分析.计算结果显示:该空区模型内各单元内的不平衡力趋近于0;节点(6066,4775,1430)处的Z方向位移趋近于恒定值;初始平衡状态下围岩最大位移量约为0.086 m;围岩中最大拉应力为1.52 MPa,应力集中区最大压应力为12.37 MPa,均小于岩体的抗拉、抗压强度.由此表明,该空区上方地表运动停止,空区上方围岩不会发生拉裂破坏,空区目前处于稳定状态.     

岩石动静组合加载力学特性研究

 根据深部岩石力学研究的需要,在分析深部开挖中岩石受力特点的基础上,提出岩石动静组合加载问题。通过对多载荷凿岩机、INSTRON系统、SHPB装置的不断改进和尝试,研制出中高应变率段岩石动静组合加载试验系统,该系统可实现岩石轴向静压0～200 MPa、围压0～200 MPa和冲击动载0～500 MPa的同时加载。基于新研制的试验系统,对岩石在不同动静组合加载下的强度特性、破碎规律及吸能效率进行研究。结果表明：冲击动载一定,轴向静压从0增大到其单轴静压强度70%时,岩石的组合加载强度大于其纯静载强度或纯动载强度。轴向静压不变,随着冲击动载的增大,岩石的组合加载强度逐渐增大,表现出率相关性。动静组合加载下,岩石的破坏呈拉伸破裂模式,岩石的破碎块度在冲击动载或轴向静压增大时都向细粒端发展。岩石的吸能率随着动静组合加载的不同而不同,通过选择合适的动静组合加载,可使岩石的吸能率最大。     

硬岩隧道TBM施工中的典型掘进破岩难题与对策

全断面岩石掘进机(TBM)在硬岩、极硬岩隧道掘进过程中存在岩爆灾害、滚刀磨损、低掘进速率等典型掘进破岩难题,严重影响隧道的安全高效施工。因此,查明产生这些典型难题的原因并提出相应的对策至关重要。本文首先从岩石硬度、单轴抗压强度、岩石脆性及耐磨性等角度分析了隧道硬岩的相关特征,并阐明了其对各典型掘进破岩难题的影响规律。随后结合国内外隧道施工案例提出了相应的对策：岩爆灾害可采用岩爆监测和岩爆防控相结合的方法进行预防和治理;滚刀磨损通过优化滚刀参数、改良刀圈材料、涂覆刀圈涂层以延长其使用寿命;掘进速率低的难题可通过优化滚刀布置设计、增加刀盘推力及扭矩、增设辅助破岩手段等措施改良。最后,从TBM与隧道围岩的相互作用机理、TBM隧道施工信息化建设、TBM掘进智能控制和优化决策等方面对未来硬岩隧道的掘进提出了几点展望。     

计及弃风事件耦合关系的源-储-网联合规划方法

电力系统灵活性不足与外送输电阻塞是造成弃风的两大根本原因,且在时序上具有一定的耦合关系。从储能分时复用的角度出发,利用弃风事件之间的耦合关系,配置储能同时解决调峰不足与输电阻塞问题,提出了计及弃风事件耦合关系的源-储-网联合规划方法。首先,分析了调峰不足弃风、阻塞弃风产生机理及两者耦合关系。然后,分析了储能配置对源侧常规机组装机容量规划与网侧输电容量配置的影响。其次,构建了综合考虑常规火电装机投资成本、储能投资成本、弃风惩罚成本与输电线路扩建成本的源-储-网联合规划模型,并给出了模型求解流程。最后,通过对中国东北某局部电网输电工程系统和Garver-6节点系统的仿真,分析验证了所提方法的有效性与可行性。     

Parameter analysis of anchor bolt support for large-span and jointed rock mass

1INTRODUCTION Anchorboltsupportiswidelyusedintunne ling[1],mining[2]andundergroundopeningsupports[3]asaneconomical,reliable,simpleandconvenient method.Thismethodisevenwell knownforitseffec tivenessinthesupportofjointcontainingrockmass[4,5].Becauseoftheindeterminationandrandom nessofgeologicconfiguration,anchorboltsaremainlyusedexperientially,althoughlotsoffieldtests[69],la boratorytests[9,10]andnumericalstudy[1115]havebeencarriedoutathomeandabroad,andanumberofem piricalformulastorevealthew…     

Determination of ejection velocity of rock fragments during rock burst in consideration of damage

The ejection velocity of rock fragments during rock burst, one of the important indexes representing the rock burst strength, is used most conveniently in the supporting design of tunnel with rock burst tendency and is often determined by means of observation devices. In order to calculate the average ejection velocity of rock fragments theoretically, the energy of rock burst was divided into damage consuming energy and kinetic energy gained by unit volume of rock firstly, and then the rock burst kinetic proportional coefficient η was brought up which could be determined according to the rock-burst damage energy index WD, at last the expression of the average ejection velocity of rock fragments during rock burst was obtained and one deep level underground tunnel was researched using the mentioned method. The results show that the calculation method is valid with or without considering the tectonic stress of tunnels, and that the method can be a reference for supporting design of deep mining.     

某受力耐磨铸钢件脆性断裂的原因分析及改善措施

对断裂的受力耐磨铸钢件进行了化学成分、断口金相和能谱分析。分析结果表明受力耐磨铸钢件中残留铝含量偏高,当残留铝含量超过0.06%时,在一次奥氏体晶界上析出氮化铝而使晶界脆化,在恶劣工况运行条件下受力耐磨铸钢件产生脆断。     

循环点荷载作用下红砂岩的力学性能

利用MTS Landmark伺服加载试验对砂岩开展循环点荷载试验并对其力学特性进行研究。试验包含恒幅循环加载和荷载逐渐增加的多级循环加载两种方式,其加载频率和下限荷载比的变化范围分别为0.1~5 Hz和0~0.60。分析加载频率和下限荷载比对红砂岩疲劳寿命和滞回特性的影响。结果显示：红砂岩疲劳寿命随加载频率和下限荷载比的增加呈现先减后增的变化规律;在相同循环次数下,滞回环间距随加载频率的增大和下限荷载比的减小而不断增加。同时,红砂岩在循环点荷载作用下仍存在“锻炼”和“记忆”效应。     

基于可靠度理论的钢筋混凝土假顶强度确定 与配筋设计研究

根据贵州开磷集团用沙坝矿中厚破碎矿体条件, 采用钢筋混凝土人工假顶下向分段充填法开采方法, 在上分段设计施工钢筋混凝土人工顶板, 使用可靠度理论分析了各参数对假顶强度的影响程度, 探讨出人工假顶可靠概率下的合理取值, 得出钢筋混凝土顶板可靠概率为90%时的假顶承载强度, 以及该强度下的假顶厚度值以及合理配筋值。基于可靠度理论的假顶强度确定方法与配筋设计结果表明, 采场跨度对假顶强度影响最大, 在大跨度、高载荷下假顶承载强度满足需求, 矿山效益及回采安全性得到提高。