基于裂纹的岩石摩擦滑移位移演化实验研究

为研究岩石破坏形成断裂面或结构面后的进一步演化特征,选用一种花岗岩制备了双穿透裂纹试件,采用双剪模型开展了摩擦滑移试验研究.用CCD相机记录试验过程中的散斑图像,并利用数字散斑相关方法对岩石摩擦滑移过程中的水平位移场、竖直位移及水平位移的演化特征进行分析.结果表明:①剪应力缓慢增长阶段的位移演化,由围压起主要作用转变为...     

准脆性材料试件应变软化尺度效应理论研究

研究了由于剪切局部化而引起的试件长度的尺寸效应，基于可以考虑微结构相互作用的非局部理论，得到了非局部塑性剪应变与局部塑性剪应变及其二阶应变梯度的关系，通过获得剪切带内部的塑性剪切应变，得到了岩样轴向的平均应变与位移的理论关系，研究结果表明，这一关系具有尺寸效应，随着试件高度的增加，应力-应变曲线变陡，当试件高度非常大时，发生Ⅱ类变形行为，而且，随着剪切带倾角的增加，应力-应变曲线也变陡，将理论结果与前人的试验结果进行了比较，结果表明吻合良好。     

采空区自燃理论模型的无因次分析与应用

预测预报是采空区自燃防治的主要措施,但采空区自然发火的影响因素众多,并且各因素之间往往相互关联,这给采空区自燃的预测带来了很大困难。选取回采工作面长度作为物理模型的基准尺寸,同时选取了基准速度、基准氧气浓度和基准温度等参考值,依据这些基准参考值定义了无因次压力、无因次氧扩散系数、傅里叶准数等无因次准则。在这些无因次准则的基础上依据量纲一致原理将采空区自燃模型转换成了无因次模型。然后逐个分析模型中的无因次准则对采空区自燃的影响,将影响自燃的主要无因次准则为组合成耗氧和放热2个无因次准则。进一步分析这2个准则的取值范围,并在它们的取值范围内取2个自燃准则的不同组合进行自燃的模拟,得到采空区的最高无因次温度,并绘制成采空区自燃判别图用以对采空区自燃进行判别。     

粒径大小对颗粒堆积体Burgers模型蠕变参数相似试验研究

为研究砂土颗粒材料堆积体在沉降过程中的变形行为,采用分级加载的方式进行三轴压缩蠕变试验,获得3组不同粒径(0.6~0.8 mm、1.0~1.5 mm、2.0~2.5 mm)的玻璃微珠蠕变变形-时间曲线,选取四元件Burgers模型对试验曲线进行拟合分析,得到玻璃微珠蠕变特性表征参数,并建立离散元数值模型对burgers模型参数进行验证。研究结果表明:玻璃微珠在三轴压缩条件下的蠕变特性可采用Burgers模型进行描述,蠕变Burgers模型的4个参数E_k、E_m、η_k、η_m与粒径和轴压均呈现负相关关系。将试验拟合得到的宏观Burgers模型参数转换为颗粒流程序中的微观Burgers模型参数,模拟结果与试验结果具有较高的吻合性,对比结果说明颗粒流Burgers模型适用于岩石颗粒蠕变试验的研究。     

砚北煤矿特厚易自燃煤层邻近采空区瓦斯抽采与煤自燃耦合研究

砚北煤矿特厚易自燃煤层采用分层开采，在工作面推进过程中因周期来压造成工作面上隅角瓦斯瞬时超限，目前主要通过瓦斯抽采解决该问题，但邻近采空区抽采易引起采空区漏风，可能导致遗煤及下分层煤发生自燃。为分析采空区瓦斯抽采对遗煤自燃的影响及优化抽采参数，编制了瓦斯抽采、漏风、氧化升温耦合脚本文件，建立了邻近采空区瓦斯抽采耦合氧化升温数值计算模型，并利用该模型模拟了不同抽采条件下邻近采空区瓦斯浓度分布、温度分布及氧气浓度分布规律，综合考虑抽采效率和防止煤氧化自燃，研究结果表明：抽采钻孔高度35 m、抽采负压7 kPa时瓦斯抽采效果最佳。研究结果可为特厚易自燃煤层工作面上隅角瓦斯治理及邻近采空区瓦斯抽采设计提供技术参考。     

岩石变形破坏的数字散斑相关方法研究

 采用白光数字散斑相关方法作为实验的观察手段,对单轴压缩条件下岩石变形破坏进行实验研究。根据实验中数据采集方式的不同要求,将实验分成2组进行：一组是通过CCD相机记录岩石加载全程的试件表面散斑图像,进行岩石加载全程的变形演化实验研究,根据计算结果对岩石加载全程的变形演化和变形集中区域的位移演化进行研究;另一组是通过高速相机记录岩石破坏瞬态过程的试件表面散斑图像,进行岩石破坏瞬态过程的变形演化实验研究,采用不同时刻的散斑图像作为参考帧,分别进行塑性硬化到峰值阶段变形场演化特征、峰值到破坏阶段变形场演化特征的分析。同时,实验研究中还得到试件加载过程中局部化带内变形量值、带内变形最大值与最小值之比,带内最大值与带外平均值之比,以及试件表面裂纹扩展的平均速度等定量参数。     

含应力包裹体的掘进工作面岩爆力学分析模型探究

地下岩巷掘进工作面经常会发生局部动力现象或动力灾害（如岩爆）。 为研究其发生机 理，根据封闭应力假说建立含应力包裹体的掘进工作面简化力学模型；基于弹性力学基本理论， 推导了含应力包裹体的掘进工作面应力分布公式及最大主应力公式；基于最大主应力准则，当岩 巷掘进工作面距离包裹体一定距离时，沿最大主应力方向破裂面之间的岩石会在上覆岩层及应 力包裹体联合作用下向采掘空间运移，形成Ｖ形爆坑。 本研究可在一定程度上解释掘进工作面 岩爆现象，并为预防岩爆提供理论支持。     

露天矿铲装作业点压风射流驱雾数值模拟研究

基于露天矿开放空间流场特征提出采用人工干扰作业点流场的驱雾技术,考虑铲装作业点浓雾形成过程、射流扰动特点及雾与流场的相互作用,建立合理的数学模型,对射流驱雾流场特点进行数值模拟研究。模拟研究发现：相同的强浓雾涌出时间,铲装点位置采用压风射流驱雾技术明显比不采用时雾浓度低;随着强浓雾的持续涌出,压风射流对雾浓度的影响先增大后减小,快速射流与雾颗粒发生动量交换,压风射流干扰区域雾颗粒运移速度增大;射流携带雾颗粒沿着压风射流方向运移,电铲前方水平方向上射流场携带雾粒向电铲的两侧发生运移,靠近煤壁气流沿垂直方向上升,从而明显降低了电铲前方的雾场浓度,提高电铲司机作业视线。     

浅埋综采面采空区遗煤CO产生规律实验研究

为探究浅埋综采面采空区遗煤氧化过程中的CO产生规律,本文以高家梁矿浅埋煤层为研究对象,与阳泉矿深埋煤层相对比,利用油浴升温氧化系统对高家梁矿不同煤层的综采工作面煤样和阳泉矿煤样进行了升温氧化实验.研究表明:高家梁矿浅埋深各煤样在低温40℃时消耗O2产生CO体积分数达到1×10-4;各煤样在氧化升温过程中的耗氧速率、CO...