露天矿高节理岩质边坡关键块体失稳概率评价

关键块体是影响岩体稳定性的核心因素,运用失稳概率对关键块体进行评价,全面分析了关键块体的稳定性和失稳的可能性,寻找较易破坏的关键块体,并以某露天矿边坡为例,选取该矿区某一段边坡来做关键块体稳定性分析,其结果对工程的加固设计,有重要的指导意义。     

混凝土材料断裂过程中声发射空间自组织演化特征及其在结构失稳预报中的应用

利用声发射定位检测技术,对混凝土材料在三点弯曲断裂过程中,声发射事件的空间分布规律进行了观测.通过给出的声发射事件的位置熵函数,可以对这种空间演化规律进行定量描述.结合三点弯曲实验,对声发射空间演化规律同临界断裂的关系进行了分析.试验结果表明,混凝土试块在三点弯曲过程中,相应的声发射过程的空间自组织程度,随着应力状态的变化而变化.声发射空间位置熵的急剧下降,预示着宏观断裂的来临.     

鲍店煤矿矿山地震的G-R关系分析

通过对鲍店煤矿实际矿山地震分析，应用G-R关系，计算出矿山地震的G-R关系曲线，做出参数a、b值变化曲线，把b值变化与实际矿震中大震个数与小震个数比值进行比较，可以发现两者变化趋势相反，a值与lgn比较，变化一致，两者存在紧密的关系，证明a描述了矿山地震总体活动性水平。     

“一扩成井”钻井法凿井新技术在袁店二矿的应用

一扩成井钻井法凿井新工艺解决了原多次扩孔钻井存在的需要多个扩孔钻头,设备占用量大,工程成本高,辅助工作时间长,工效低的问题,通过一次扩孔完成钻井井筒钻进。介绍了一扩成井钻井法凿井在袁店二矿的钻井参数选择、钻井直径设计等基本情况,为一扩成井钻井法凿井技术的推广提供了经验。     

冻结法成井井壁在深厚表土段附加应力研究

为研究深厚表土段井壁的破坏机理,提高井筒的使用寿命,指导已破坏井筒维修和为新设计井筒提供依据,采用数值模拟和理论计算相结合的方法,对淮北煤田深厚表土段井壁附加应力的产生原因及大小进行了探讨。结果表明：附加应力由井壁和裹携土体重量产生,与地下水埋藏深度、土的容重、地下水层数有关,地下水埋藏越深,产生的附加应力越大,在基岩表面处的附加应力为89.91 MPa,远远超过了混凝土井壁的抗压强度。为避免井筒破坏,应采用方法是：增加井壁强度、保持原有水压、设法减少锥体的重量、井壁在应力集中处采用伸缩装置。     

单轴压缩下粗砂岩临界破坏的多频段声发射耦合判据和前兆识别特征

为寻求岩石临界破坏判据和前兆特征,在粗砂岩单轴压缩声发射(AE)试验的基础上,研究了岩石破坏过程中AE信号频段占比随应力变化特征,重点分析高、低两个特征频段占比随应力变化规律,同时对两个特征频段中不同应力水平下AE幅值关联维数进行计算与分析,并建立了基于频段占比与应力间关系的多频段AE信号主频识别判据模型。研究表明:AE信号频段占比的分布特征能较好地诠释岩石破坏所经历的主要过程;岩石破坏过程中,较低频段AE信号(31.25~46.875 k Hz)占比先减小后增大,较高频段AE信号(140.625~156.25 k Hz)占比先增大后减小。在临界破坏状态下,高、低两个特征频段占比分别出现最大值和最小值,且二者中AE幅值关联维数都下降到最低。通过对特征频段占比与应力之间的耦合分析,利用特征频段占比、AE幅值关联维数的变化可更准确地对岩石临界破坏前兆进行判别和预测。     

单轴加卸载作用下井壁混凝土能量演化机理

针对深部地下工程条件的结构混凝土过早失效,易在高应力集中区产生类似“岩爆”现象的破坏等问题,通过不同种类混凝土单轴加卸载和声发射试验,研究典型种类混凝土的能量耗散和释放过程。结果表明:C70钢纤维混凝土和非蒸养型超高性能混凝土(UHPC)的滞回环更加趋于饱满,耗能能力更强。C70普通混凝土易积聚能量,在达到峰值强度时,储存的能量突然间释放,形成混凝土“岩爆”现象;钢纤维混凝土在加载过程由于塑性变形较大,导致损耗大量能量的同时会造成井壁混凝土的片裂行为;UHPC通过自身均匀的小损伤耗散较多的能量,且破坏之后仍能保持一定的完整性,其延性较好,不会引起能量瞬间涌出的“岩爆”破坏。能量耗散促使混凝土黏聚力劣化,能量释放导致混凝土的最终破坏,UHPC的结构自适应能力很强,可以有效抵御深地高地应力的作用,保护矿井的安全作业。     

混凝土材料声发射与应力-应变参量耦合关系及应用

在混凝土结构的可靠性检测中，声发射是一种重要的可测信息，声发射同应力，应变一样，也是表明材料力学特性的本构参量，声发射参量与应力，应变参量之间存在着密切的相关关系。这种相关性可以通过耦合的本构方程来表达，由于声发射对于材料的受力历史具有独特的“记忆”特性，可以通过声发射检测来确定材料所受过的最高荷载，进而可以对材料或结构的可靠性进行评价。     

单轴压缩荷载下含黏结面花岗岩能量演化研究

为探究能量演化在含黏结面不完整岩石受载过程中的规律,选取带有矿物质黏结斜面的花岗岩进行单轴循环加卸载压缩试验,同时在试验过程中进行声发射检测.得到以下结论:"有效能比"(累积弹性能/输入岩石的总能)可以作为岩石储能水平的表征,也可间接反映岩石内部结构随应力状态的改变;从整个加载过程来看,黏结面部位破坏的声发射释能短促、强烈,峰值强度时声发射持续时间较长,但声发射释能率相比黏结面破坏时较低;应力水平较低时,卸载过程中一般不会有声发射现象或声发射现象基本可以忽略,但当应力水平达到一定值时,即花岗岩积聚的弹性能超过了黏结面部位破坏的耗散能时,花岗岩在卸载时会发生短促、强烈的脆性破坏;由于声发射能量属于耗散能的一部分,定义"声发射检测效率"(声发射累积能量/累积耗散能),对于本次试验对象而言,"声发射检测效率"在压密阶段降低,弹性阶段升高,黏结面局部破坏时达到峰值,之后直至峰值强度该值呈现持续降低趋势;从能量角度分析,卸载破裂所对应的应力水平低于加载强度,但不应低于与峰值强度时耗散能大小相等的弹性能所对应的应力水平.     

采空区顶板垮落造成的冲击性灾害预测

大面顶板垮落事故是煤矿生产的重大灾害之一,当采空区顶板垮落时会造成空气气流极速冲出采空区,形成冲击气浪.建立采空区顶板大面积垮落时冲击气浪最大速度预测模式,为采取防范措施提供依据.