岩石蠕变破坏实验曲线的微观阶段特征研究
摘要：通过提高岩石蠕变实验时的数据采集密度来捕捉岩石破裂的微观信息,进行了泥岩三轴蠕变实验微观破裂时间点的界定与分析。研究得到了泥岩三轴蠕变过程4分区特征:Ⅰ区斜率较大,蠕应变振动幅度较低;Ⅱ区斜率中等,蠕应变振动幅度较高;Ⅲ区斜率近乎为0,蠕应变振动幅度高;Ⅳ区的斜率由较大迅速增加至最大,蠕应变振动幅度渐进缩小至最低。发现各亚阶段蠕变率平均值与蠕变时间之间呈"降低—稳定—0—渐进增长—急速上升"规律。得到了泥岩三轴蠕变过程的区段间特征:一定的应变速率有利于岩石应变演化的相对平衡;应变速率为0的亚阶段轴向应变振幅渐进放大,岩石破裂是能量单调积累的结果;蠕变初期和加速蠕变末期的岩石变形模式比较简单。通过蠕变曲线4分区与传统蠕变3阶段的微破裂特征辨析,得到微观尺度下岩石加速蠕变阶段的多样性和稳态蠕变阶段的复杂性特点。辉绿岩在加、卸荷条件下的岩体力学特性试验
摘要：根据地下工程岩体开挖失稳的特点,通过室内对辉绿岩在不同的围压下的加卸载试验,研究了辉绿岩在不同的加卸载路径下的力学特性;并采用能量理论、损伤力学的观点对室内试验的岩体破坏的力学特性进行了分析,得到了岩样在加卸条件下岩体的变形特征、岩体损伤演化过程、不同路径下的岩体强度等特性,并对不同路径的力学特性、力学参数和破坏机理进行了对比分析。根据试验结果表明:采用卸载的方式获得的岩体力学参数更接近于地下工程的开挖实际。高温单向约束下煤系砂岩物理力学及声学特性研究
摘要：针对煤炭地下气化通道围岩在气化过程中具有两个自由面的情况,采用自行研制的高温单向膨胀约束试验装置对煤系砂岩试件常温至700℃高温过程中的物理力学及声学特性进行了试验研究。试验结果表明,高温后由于水分挥发、有机物分解,砂岩试件的质量逐渐减少;砂岩试件高温加热后尺寸均有变大趋势,但由于约束条件的影响,沿y方向试件膨胀缓慢;整个高温过程中,砂岩试件的纵波波速随温度的升高逐渐减小,整体上,y方向声速随温度呈反S型变化,而x方向声速随温度呈二次曲线下降,y方向声速因施加约束,降幅较小,膨胀约束抑制试件沿约束方向损伤的发展,同时对x方向损伤因子的发展也起限制作用;高温单向约束加热后砂岩单轴压缩全过程应力-应变曲线经历了压密、弹性、屈服、破坏4个阶段,温度越高,曲线右移趋势越明显,高温单向约束条件下砂岩的峰值强度、弹性模型都随温度升高而降低,峰值应变随温度升高而增加。单轴压缩条件下岩石声发射特性的实验研究
摘要：利用MTS岩石力学试验系统和PAC声发射信号采集系统,研究了砂岩在单轴压缩条件下应力-应变全过程的声发射特征以及加载速率对其的影响。获得了岩石轴向应力与轴向应变、横向应变、体应变之间的关系曲线,以及全应力-纵向应变过程曲线中4个阶段的声发射特征;在初始压密和弹性阶段,声发射撞击数少、能量低、振幅小、无事件数产生;在应变硬化阶段,撞击数骤增、能量高、振幅大、有大量事件数产生;在应变软化阶段撞击数骤减、能量低、振幅小、有事件产生。由于岩石每个变形阶段具有不同的声发射特征,因此,可用声发射来表征岩石的微观损伤演化和预测现场工程岩体的宏观断裂失稳过程。另外,随着加载速率的提高,岩石裂纹扩展速率会加快,损伤加大,从而产生更多的声发射;但峰值处释放能量的最大值呈递减趋势,产生强烈声发射的应变值变小。应力波在节理岩体中的传播特性探析
摘要：考虑岩石节理非线性法向特征,时域范围内理论分析了应力波在两个平行节理岩体中的传播规律。通过建立波在节理岩体中传播的数值差分模型,时域范围内推导并获得了纵波P波和横波S波垂直入射节理岩体的动力传播方程。可以同时考虑节理的非线性特征和节理间多次透反射的影响,并可求得任意时刻透射波和反射波的数值解。进一步通过参数研究分析了不同因素对应力波传播规律的影响规律,包括节理初始法向刚度、节理非线性系数、入射波频率和节理间间距等。研究表明:由于节理非线性因素以及节理间多次透反射的影响,波在多个岩体节理中的透射系数并非是波在单个节理中透射系数的简单叠乘。震动波在煤岩介质中传播特性的模拟研究
摘要：利用FLAC3D数值模拟软件的Dynamic模块,将井下实测的一次冲击矿压信号作为震源,模拟研究了冲击震动波在不同煤岩介质中的传播特性,取得了如下主要结论:①震动波在煤岩层中的衰减与传播距离呈乘幂关系,且垂直方向的衰减指数要大于水平方向的衰减指数。②弱岩层结构对震动波的传播起到了很好的能量衰减作用,岩性越弱,厚度越大,震动波的衰减越显著。③弱岩层结构距离巷道顶板越近,对震动波的衰减效果越明显。此外,通过现场工程实践验证了震动波在弱岩层结构中传播的衰减效应。复杂条件下多向锚固岩石边坡稳定性拟静力分析
摘要：将拟静力极限平衡分析和滑动体位移分析法相结合,综合考虑水力条件、坡顶超载和多向锚固效应对岩石边坡的影响,建立了多向锚固岩质边坡稳定分析计算模型,给出了多影响因素下岩石边坡抗滑稳定性安全系数和累积滑移位移的表达式。计算结果表明,拉裂缝积水及出流缝被堵塞和超载不利于岩石边坡稳定性,而锚固能有效地改善边坡的抗滑稳定性,且合理地采用多向锚固效果更为明显。水电岩质边坡稳定性预测的支持向量机方法
摘要：以我国水电工程区典型岩质边坡为例,选择边坡岩体质量系数、结构面方位系数、结构面类型修正系数、坡高系数及施工方法修正系数6个边坡稳定性复合指标作为评价因子,建立了水电岩质边坡稳定性预测的支持向量机方法,并将其与传统统计判别方法(如距离判别方法和Bayes判别方法)进行了比较。分析结果表明,支持向量机方法的预测精度较高,且高于传统数理统计判别方法的预测精度。基于颗粒流方法的砂土宏-细观参数关系分析
摘要：利用颗粒流软件并结合莫尔-库伦破坏准则,对砂土的宏观强度指标与其对应的细观参数之间的关系进行分析。分析结果表明:砂土内摩擦角与颗粒摩擦角之间满足线性关系,黏聚力与颗粒接触强度之间符合线性规律,且两者拟合曲线的斜率与颗粒摩擦系数之间呈现幂函数关系。利用上述关系及室内实验的结果,对辽宁省阜新市阿尔乡砂土的细观参数进行解算,并利用PFC对其进行了数值模拟。模拟结果表明:数值计算的结果与室内实验结果基本符合。汶川地震基岩强震记录的Hilbert-Huang变换分析
摘要：详细解释了Hilbert-Huang变换(HHT)的思想和基本理论,利用HHT方法对汶川8.0级的地震记录进行了经验模态分解(EMD),并对其Hilbert-Huang三维时间-频率-幅值(能量)图谱、边际能量谱和瞬时能量谱进行了分析讨论。研究表明,基于HHT的Hilbert谱能够精准和清晰地揭示地震记录的时-频-能量分布。地震波在巷道弹塑性围岩中传播规律的数值模拟研究
摘要：基于有限元动力分析软件ANSYS/LS-DYNA模拟了地震波在具有初始应力情况下的巷道弹塑性围岩介质中的传播过程,分析了该条件下地震波在巷道周边的传播衰减规律。研究结果表明:随着传播距离的增加,地震波传播呈负指数函数关系衰减;地震波加速度幅值在近源场衰减速度快,远源场衰减减缓;当巷道正前方发生挠动时,随着离巷帮的距离越远,地震波加速度幅值越小;巷道围岩的弹、塑性应力状态也是影响地震波传播过程的一个重要因素,在弹塑性围岩介质中传播时,地震波能量的损耗主要是由于波形的几何扩展和介质的塑性变形引起的。基于ARAMIS M/E微震监测的大采高综放顶板活动规律
摘要：采用高精度微震监测技术,结合现场支架阻力观测,对大采高综放开采顶板活动规律进行了研究。研究表明:微震事件的频次和能量具有明显的周期性,微震事件在高度上的动态发展规律反映出大采高综放顶板来压存在大小周期现象,且这种现象与工作面宏观观测得到的周期来压具有一致性;根据微震监测和支架阻力观测结果得出大采高综放开采顶板为"悬臂梁-铰接岩梁"结构。顶板压力预报机制研究
摘要：应用支持向量机对小样本预测具有良好的泛化能力和自适应多模态算法的自适应特性,提出了煤矿顶板压力实时预报的智能模式识别方法。通过已测的顶板压力数据,利用自适应多模态算法对其进行模态分解得到多个模态函数,并把得到的多个模态函数进行机理性研究,而后运用支持向量机进行回归预测。实际应用表明,此方法能很好地反映顶板压力的自身规律性变化,预报效果良好,能满足安全生产的需要。煤巷围岩分类的Bayes判别分析法
摘要：选用影响煤巷围岩分类的主要6项指标作为Bayes判别分析模型的判别因子,以15组煤巷围岩实测数据作为学习样本进行训练,通过分析计算,建立了相应的线性判别函数,并利用回代估计方法对训练后的判别模型进行检验,其回判估计的误判率为0。利用该模型对3组煤巷围岩实测数据情况进行识别,其结果与实际情况完全一致,并与神经网络和支持向量机的预测结果进行对比。结果表明:Bayes判别分析法判别能力强,交叉确认估计的误判率低,是解决煤巷围岩分类的一种有效方法。深基坑开挖过程中桩锚支护结构变形和受力状态演化过程
摘要：结合某大型深基坑工程采取的桩锚支护结构体系下的现场测试资料,研究基坑开挖过程中基坑边壁地表沉降和水平位移随时间变化过程、冠梁位移随时间的变化过程、支护桩的内力演化(包括冠梁钢筋应力、桩体钢筋应力、截面弯矩)过程以及支护状体上所受的土压力大小演化过程和分布特征,最后根据支护结构变形和受力状态随时间和空间动态演化的基本思想,给出支护结构变形与受力等各物理量之间的相互关系和转化过程。水压致裂预防冲击地压的机理与试验
摘要：通过对水压致裂试验前后煤粉钻屑量、微震事件和煤体电磁辐射对比,发现水压致裂后,接近水压致裂段煤体的煤粉钻屑量减小非常明显,煤体电磁强度和脉冲数均明显下降,水压致裂过程中微震事件显著增多。结果表明:水力压裂能够有效降低煤岩冲击倾向性和煤岩体的强度,改变能量释放速度、形式以及支承压力的分布状态。断顶爆破治理冲击地压技术研究与应用
摘要：新汶矿区的主采煤层顶板均为较坚硬的砂岩,厚而坚硬的顶板较难垮落,在工作面回采过程中在采空区形成大面积悬顶,顶板对煤体压缩做功积聚大量的弹性能,为有效地防治冲击地压,确定了合理的爆破方案对顶板实施了爆破卸压,并通过数值模拟和应力现场实测表明,超前爆破明显改善了顶板条件,获得了有效的应力释放和卸压效果,从而很大程度避免了冲击地压的发生。半孤岛面全煤巷道底板冲击启动原理分析
摘要：采用案例分析与理论分析,提出了冲击地压启动概念,指出冲击地压发生依次经历冲击启动—冲击能量传递—冲击地压显现3个阶段,将冲击地压防治研究着眼点提前到冲击启动阶段;建立了巷道冲击地压发生工程结构模型,揭示了全煤巷道底板冲击启动实质来自于两帮高集中应力区,底板只是能量传递与释放的载体,即冲击地压显现位置。进一步提出了冲击地压发生的冲击启动理论,指出巷道围岩近场系统内静载荷的过度积聚是冲击启动的内因,系统外动载源是外因,确定了冲击启动的能量判据,指出了冲击地压可能的启动区域。
