非均质岩石破裂及声发射演化数值模拟

在应变软化本构模型的基础上,考虑岩石材料非均质性和损伤过程中力学性质的弱化特性,建立了非均质岩石损伤软化本构模型,推导了损伤软化本构模型的差分格式,在VC++环境下实现了损伤软化本构模型在FLAC3D中的二次开发。研究了不同均质度对岩石变形强度等力学特性的影响,以及岩石破坏过程中的声发射演化特性。研究表明：随着岩石均质度的增高,岩石的破坏过程由延性向脆性转化,岩石峰值强度和峰值应变不断增大,而残余强度降低;当岩石均质度较低时,岩石破坏剪切带的形成会发生滞后,随着均质度的增加,单轴加载条件下岩石声发射体现出由强度低、频率高向强度高、频率低转化的特性,并表现出群震型、前震—主震—余震型和主震型3种典型模式。     

围压对节理岩体变形破坏行为的影响（英文）

节理岩体的力学特性对于工程岩体的安全至关重要。为了更好的掌握节理岩体的变形破坏规律,采用离散元程序对不同围压作用下的断续节理岩体进行了模拟实验研究。首先,以室内试验数据为基础,标定了能够反映节理试件宏观力学行为和变形破坏特征的数值模型细观参数。然后,研究了节理倾角和围压对节理试样应力应变曲线、破裂模式和接触力分布的影响规律。结果表明：试件的抗压强度和弹性模量随围压的增加而增加,随节理组倾角的增加呈现出先减小后增大的变化趋势;不同节理组倾角下试件的强度和弹性模量对围压的敏感性不同,其中节理组倾角为90°时影响最小;在低围压下,试样的破坏模式由节理组倾角控制;随着围压的增大,拉裂缝的萌生和扩展逐渐受到抑制,破坏模式由拉破坏向剪切-压缩破坏转变。最后,进一步探讨了预应力锚固支护对工程裂隙岩体的加固作用。     

4种炭素材料的抗氧化性能研究

在熔炼炉中对电极石墨、模压石墨、挤压石墨、等静压石墨4种炭素材料从室温逐渐加热至700℃,并在一定温度下保温1h,测其质量,绘制材料质量变化曲线图,以质量变化表征其抗氧化性的强弱.通过SEM、XRD等手段分析这几种炭素材料抗氧化性差异的本质原因.研究表明,这4种炭素材料的抗氧化性强弱顺序为等静压石墨、电极石墨、挤压石墨、模压石墨,影响石墨材料的抗氧化性能主要因素有石墨材料的石墨化程度、晶体结构缺陷、体积密度及杂质含量等.     

炭砖在混合硝酸熔融盐中的腐蚀行为

对6种常用炭砖在两种混合硝酸熔融盐中的腐蚀行为进行了研究,借助金相显微镜观察腐蚀前后试样表面形貌,用X射线衍射仪(XRD)分析腐蚀产物成分,并从炭砖的基本性能出发,对其在混合硝酸熔盐中的腐蚀规律进行了探讨。结果表明,炭砖在空气中的传热性能对其在熔融盐传热系统中的应用十分有利,但使用温度不能超过其起始氧化温度,炭砖的石墨化度、气孔率等都会影响到抗腐蚀性,炭砖在400℃及更低温度下的混合硝酸熔融盐中的腐蚀不属于化学腐蚀,主要是物理性破坏。     

岱庄煤矿6351膏体充填工作面底板破坏规律研究

以岱庄煤矿6351膏体充填工作面为工程背景,基于材料力学相关理论建立梁式力学模型,推导出膏体充填开采条件下安全系数计算公式,通过相似模拟,分析了膏体充填工作面顶、底板受力及移动变形规律。研究成果对岱庄煤矿下组煤安全高效回采及其它他类似地质条件下的煤炭安全回采具有重要的指导意义。     

基于温度-应力耦合作用的岩石时效蠕变模型

基于岩石变形与热力学基本理论,建立了温度-应力耦合作用下脆性岩石时效蠕变损伤模型。根据此模型,在有限元数值软件COMSOL的基础上进行二次开发,考虑岩石介质的非均匀性,并以最大拉应力准则以及摩尔库仑准则为岩石单元的破坏准则,给出了温度-应力耦合作用下岩石时效蠕变损伤模型的数值求解方法。并结合室内实验结果验证了该模型方法的可行性和合理性。数值模拟结果表明该模型能准确描述不同温度条件下花岗岩典型蠕变全过程三个阶段,即初始蠕变阶段、稳态蠕变阶段和加速蠕变阶段。数值模拟也表明声发射累计数和岩石轴向应变的演化趋势整体上具有一致性,且在初始蠕变阶段和加速蠕变阶段出现较多的声发射现象。     

对于保证煤矿测量工作质量的思考

煤矿测量是煤矿开发过程中的一项基础性工作,煤矿测量是否精确,直接关系到采矿工程的质量,也影响着采矿生产计划,给企业和国家的经济效益造成损失,甚至还会因透水等造成重大安全事故。因此,一定要重视煤炭测量工作的质量,提高井下测量精度。本文从实际测量中的各个工作环节出发,对提高煤矿测量工作质量的方法进行探讨。     

基于顶板结构特征的冲击危险性评价方法及应用

目前煤矿普遍采用的冲击危险性评价方法忽视了岩层层位、厚度等对冲击危险性评价结果的影响,致使现有冲击危险性评价体系对不同地层结构下顶板冲击危险性评价准确度不足。根据采空区覆岩破坏程度,建立了全悬顶结构、半悬顶结构及完全移动结构3类顶板结构力学模型,分析了各类顶板结构类型下的应力传递机制,提出了基于3类顶板结构与实测矿震数据相结合的动静载叠加应力计算方法及考虑顶板结构特征的冲击危险性评价指标及评价方法,并分析了岩层强度系数、关键层厚度以及岩层下沿距工作面距离对冲击特征参数p的影响规律;依托鄂尔多斯市某矿2201工作面、济宁市某矿63_上06工作面及菏泽市某矿3301工作面地层结构条件,进行了顶板岩层结构下动静载叠加应力及冲击危险性评价参数的计算,并根据计算结果进行了冲击危险性评价验证分析。     

人工裂缝形态对煤的抗拉性能及能量积聚的弱化规律

在煤层中制造人工裂缝可通过煤体结构改造达到控制矿压和冲击地压防治的目的。为了研究人工裂缝对煤的抗拉性能及能量积聚耗散的弱化规律,进行了含不同长度和角度预制裂缝煤样的巴西劈裂试验。结果表明：随着预制裂缝长度和角度的增加,煤的载荷-位移曲线趋于平缓,其峰值强度、峰值应变的降幅增大;煤在劈裂全过程的累计微裂纹数量和释放的累计能量,以及破坏瞬间产生的微裂纹数量和释放的能量也随之逐渐减少,试块加载过程中引起的细-宏观破坏由剧烈趋于缓和;煤的起裂表现出3种典型模式：(1)基质中部优先起裂;(2)基质中部和预制裂缝尖端同时起裂;(3)预制裂缝尖端优先起裂,并且表现出4种典型的破坏模式：基质的张拉破坏、翼型裂缝破坏、裂缝的张拉破坏,以及基质张拉、翼型裂缝、次生裂缝的复合破坏。     

厚冲积层条件下地表移动参数的选取

岱庄煤矿井田范围内冲积层相对较厚,基岩相对较薄,开采后影响地表的范围及地表危险移动边界不确定。本文通过对4个岩移观测站的数据进行了整理和分析,确定了厚冲积层条件下岩移观测的边界角和移动角,使得今后预计的采动影响范围更加精确,为以后工作面布置提供了可靠的依据,更好的指导了生产。