利用人工神经网络模型进行脆性材料临界断裂的声发射预报

根据脆性材料声发射过程的基本属性，建立了用于脆性材料临界断裂声发射识别的多层前馈反向传播神经网络模型     

基于煤矸石综合利用的新型充填材料性能研究

采用不同粒径煤矸石作充填骨料,研究水泥基充填材料和新型充填材料的流动性和抗压强度,并分析其微观结构。结果表明：当充填材料的流动性满足要求时,水泥基充填材料的28d抗压强度最高为1．5MPa,而新型充填材料的抗压强度最高达3．5MPa;粒径在1．18mm～0．075mm和0．6mm～0．075mm时,新型充填材料的28d抗压强度较水泥基的分别提高约1．9MPa和1．7MPa;微观结构表明,新型充填材料中骨料与凝胶体的结合非常紧密,且凝胶体密实,分布均匀;新型充填材料中的C-S-H凝胶体的Ca／Si有很大程度的降低。     

红庆河煤矿弱胶结砂岩单轴加载条件下声发射特征研究

对红庆河煤矿弱胶结砂岩在单轴加载条件下破坏过程中的声发射特征进行研究,根据试验过程中所采集的力学参数和声发射信号参数,得到了全过程应力-应变、应力-时间-累计计数率、应力-时间-绝对能量率以及峰值前、后的应力-应变-累计计数率、应力-时间-绝对能量率曲线。据所得应力-应变曲线将该类砂岩破坏分为2种形式:一种为传统4阶段岩石破坏形式,另一种为5阶段破坏形式。5阶段破坏模式在应变软化阶段后出现了应力不变,应变继续增大的胶结延性阶段。对比2种破坏模式的声发射特征,峰值后的声发射现象较峰值前的均有量级的变化,抗压强度相近时,弹性模量小的试样产生更多的声发射现象,但产生的绝对能量属于同一量级。累计计数率能够作为判断试样是否发生完全破坏的参数。     

高水压下基岩冻结壁设计方法

首先提出了高水压基岩冻结在冻结壁和井壁设计方面存在的问题;其次回顾了冻结法凿井中冻结壁厚度设计理论的发展,客观地揭示了井筒井壁内外分层的力学原因,以及基岩冻结壁设计方面所需考虑的基本问题;第三,探讨了包神公式设计冻结壁的载荷性质,及与冻结壁外缘载荷的关系,剖析了冻结壁与井筒的几何尺寸、刚度等因素对冻结壁外缘载荷的影响;第四,深入研究了采用拉麦和包神公式进行冻结壁弹性设计的力学条件;第五,定量分析了井筒冻结壁弹性设计的深度范围;最后探讨了冻结基岩许用强度、剪切模量之比等参数对设计冻结壁厚度的影响。     

矿井冲击地压分类、机理和预测预报研究进展

本文综述了近几十年来矿井冲击地压的分类和发生机理理论的研究进展，对矿井冲击地压预测预报与防治方法做了简要说明，介绍了国内外学者在预测预报方面的先进经验，指出了矿井冲击地压今后的研究重点。     

建井先导孔钻进过程可靠性分析

针对在钻井建井过程中容易出现钻孔偏斜问题,从理论上对反井钻机钻凿先导孔过程中钻杆的受力和钻杆的可靠性方面进行分析,以确定施工过程中应该采用的控制技术和方法,为反井钻机施工深立井提供必要的防偏理论依据。     

大采深巷道底板软弱夹层对底鼓影响数值分析

为研究巷道底板围岩中软弱夹层对巷道底鼓的影响,采用理论分析和数值模拟施相结合的方法,依据底板夹层不同分布位置及个数构建了8种模型,对比分析了夹层对巷道底鼓量、底板塑性区、应力分布规律的影响。结果表明:1)随着夹层数量的增加,巷道底鼓量逐渐增大,当底板中存在3层夹层时巷道底鼓量是无夹层时的1.88倍;当存在相同个数夹层时,浅部夹层和深部夹层对底鼓影响较大,中深部夹层次之。2)浅部夹层弱化了底板围岩强度,使底板拉破坏深度增大;中深部及深部夹层吸收了不平衡能量,在其层面下附近围岩中形成一定的原岩区;深部夹层较浅部夹层有减小围岩塑性区的作用。3)随着夹层数量增加、夹层距离巷道底板表面增大,底板围岩中应力集中区范围缩小。4)夹层阻隔了地应力均匀分布,致使深部夹层附近形成一定程度应力集中。结合数值模拟结果可知针对底板含弱夹层巷道,需加固底板以控制底鼓。     

混凝土井壁受盐害侵蚀后的强度损伤试验研究

井壁混凝土结构在地下复杂环境中易受复合盐害侵蚀。为了研究混凝土受盐害溶液侵蚀后的抗压强度和抗折强度的变化规律,设计制作了C70标号的高强混凝土试块,配置了3种不同浓度的复合盐害溶液,测定试块经过多次复合盐害溶液浸泡后的抗压强度和抗折强度。试验结果表明:高强井壁混凝土在清水和复合盐害溶液浸泡后,抗压强度和和抗折强度的变化趋势不一样。在清水环境中,两者基本都是上升的趋势,抗压强度在初期其强度上升比较快,到后期逐渐趋于稳定,抗折强度在第6个月到第7个月之间有突变。在复合盐害溶液中,抗压强度和抗折强度整体上符合先增大后减小的变化趋势。腐蚀溶液浓度越大,后期下降的趋势越快。抗折强度的变化规律比抗压强度的变化规律复杂。     

基于莫尔-库伦强度理论的岩石冲击危险性判据

岩爆(冲击地压)日益成为危害工程安全生产的灾害,建立有效判据对于防治这类灾害具有重要意义。基于莫尔-库伦强度理论,通过解析几何数学方法,推导建立了冲击危险性应力指标,并以二长花岗岩为试验材料,采用三轴试验方法,对该判据予以了证明分析。研究表明:1基于摩尔库伦强度理论建立的冲击危险性判据——冲击危险性应力指标与岩石稳定状态具有良好地相关性,该值越大,相对应力水平越高,岩石发生冲击破坏的可能性越大。2冲击危险性应力指标可以反应岩石在某一应力水平下的冲击危险程度,弥补了单独分析最大主应力和最小主应力作为单一分析指标的不足,反映了应力参量和材料物理力学参量(内摩擦角、黏聚力)等对岩石冲击危险性的影响。3为数值计算方法提供了新的分析指标,可根据数值计算结果进一步计算出冲击危险性应力指标在空间的分布情况,反映出不同空间位置的岩体的冲击危险性情况,为岩爆发生提供预测依据。     

不同围压下岩石声发射不可逆性及其主破裂前特征信息试验研究

 通过对花岗岩在不同围压下循环加卸载声发射(AE)试验,得到岩石加卸载损伤破坏过程中高、低频通道中AE累计振铃计数、岩石应力与时间的关系。基于此,研究岩石AE的不可逆性特征。同时运用快速傅里叶变换FFT逆变换对Kaiser点AE信号进行消噪,并通过FFT分析消噪后信号的频谱特征,探求岩石主破裂前特征信息。研究结果表明：(1) 两通道中接收到的AE振铃计数整体变化趋势基本相同,所揭示的Kaiser效应和Felicity效应规律基本一致;两通道中AE振铃计数特征主要区别在于数量不同;(2) Kaiser点主频分布在46.39～70.80与151.37～166.99 kHz范围内。岩石主破裂前,随轴向应力水平增加,低频通道中Kaiser点主频整体变化趋势由较低频向较高频转移,高频通道中由较高频向较低频转移;(3) 花岗岩Kaiser效应应力上限值为极限强度的65%左右。Kaiser点的主频特征及变化规律,可为岩石的损伤破坏评价提供依据。