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不同围压下断续预制裂隙大理岩扩容特性试验研究 被引量：22
1
作者 杨圣奇 刘相如 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2188-2197,共10页
基于在伺服试验机上获得的不同围压下断续预制裂隙大理岩体积应变-轴向应变全程曲线,分析了围压对断续预制裂隙大理岩扩容特性的影响规律。结果表明,完整和断续预制裂隙大理岩裂纹损伤阈值随着围压的增加均近似呈线性增大,而且裂纹损伤... 基于在伺服试验机上获得的不同围压下断续预制裂隙大理岩体积应变-轴向应变全程曲线,分析了围压对断续预制裂隙大理岩扩容特性的影响规律。结果表明,完整和断续预制裂隙大理岩裂纹损伤阈值随着围压的增加均近似呈线性增大,而且裂纹损伤阈值对围压的敏感性低于峰值强度;同等围压下,粒径较小的中晶大理岩具有较高的裂纹损伤阈值;完整或断续预制裂隙大理岩的长期内摩擦角均显著低于瞬时内摩擦角值,但长期黏聚力的降低幅度与裂隙分布密切相关;完整或断续预制裂隙大理岩的峰值强度越高,相应的裂纹损伤阈值也越大,且两者之间具有较好的线性关系。研究结论对于岩石工程设计和数值分析时断续节理裂隙岩体力学参数选取具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 岩石力学 预制裂隙 大理岩 扩容特性 裂纹损伤阈值
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考虑应变硬化和扩容特性的巷道围岩稳定性分析 被引量：3
2
作者 朱传奇 殷志强 +2 位作者 李传明 刘万荣 范浩 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期157-162,共6页
为获得更为准确的巷道围岩应力分布和位移特征,在考虑围岩峰前应变硬化和扩容特性的基础上,由围岩平衡方程推导出围岩弹性区和塑性区应力表达式以及塑性区半径和位移的解析表达式,运用FLAC3D软件模拟巷道围岩应力分布,并通过算例分析围... 为获得更为准确的巷道围岩应力分布和位移特征,在考虑围岩峰前应变硬化和扩容特性的基础上,由围岩平衡方程推导出围岩弹性区和塑性区应力表达式以及塑性区半径和位移的解析表达式,运用FLAC3D软件模拟巷道围岩应力分布,并通过算例分析围岩应变硬化、扩容特性、强度特征等因素对理论解的影响。研究结果表明:考虑应变硬化后,围岩径向应力呈光滑无尖峰分布,围岩应力分布特征与数值模拟结果一致;应变硬化和扩容对巷道围岩弹塑性解均有影响,围岩稳定性分析中,不可忽略这两者的作用;增大支护阻力、强化围岩有助于提高围岩稳定性。 展开更多
关键词 巷道围岩 损伤统计本构模型 应变硬化 扩容特性 稳定性分析
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考虑煤的塑性软化和扩容特性的钻孔卸压范围 被引量：4
3
作者 张英 郝富昌 +1 位作者 刘成军 刘文杰 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第12期1599-1604,共6页
为确定抽放钻孔的卸压范围,建立了考虑煤的塑性软化和扩容特性的钻孔周围煤体弹塑性模型,得到了钻孔周围煤体的应力分布和卸压范围的表达式,利用Comsol软件对建立的数学模型进行求解,对比分析了软硬煤层钻孔的应力分布特征,找出了抽放... 为确定抽放钻孔的卸压范围,建立了考虑煤的塑性软化和扩容特性的钻孔周围煤体弹塑性模型,得到了钻孔周围煤体的应力分布和卸压范围的表达式,利用Comsol软件对建立的数学模型进行求解,对比分析了软硬煤层钻孔的应力分布特征,找出了抽放钻孔卸压范围的影响因素.研究结果表明:在研究钻孔周围煤体的受力特征时,应考虑煤的塑性软化和扩容特性;软煤层钻孔具有更好的卸压效果,硬煤层钻孔更易形成应力集中;煤体硬度、埋藏深度和钻孔孔径是控制钻孔卸压范围的主要影响因素. 展开更多
关键词 抽放钻孔 卸压范围 应力分布 塑性软化 扩容特性 软硬煤 埋藏深度 钻孔孔径
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应力状态与岩石扩容特性 被引量：14
4
作者 许东俊 李小春 《岩土力学》 EI CAS CSCD 1992年第2期37-44,共8页
关键词 岩石 应力 扩容特性
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应变软化与扩容特性极弱胶结围岩弹塑性分析 被引量：13
5
作者 孟庆彬 韩立军 +2 位作者 乔卫国 浦海 李浩 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期760-767,共8页
极弱胶结岩体具有显著的峰后应变软化与体积扩容变形特性,这是造成极弱胶结地层巷道围岩产生大变形的主因.基于极弱胶结岩体应变软化与扩容特性,建立了考虑岩体应变软化与扩容特性的围岩弹塑性力学模型,分析了力学计算模型、扩容系数、... 极弱胶结岩体具有显著的峰后应变软化与体积扩容变形特性,这是造成极弱胶结地层巷道围岩产生大变形的主因.基于极弱胶结岩体应变软化与扩容特性,建立了考虑岩体应变软化与扩容特性的围岩弹塑性力学模型,分析了力学计算模型、扩容系数、软化系数及支护抗力对围岩塑性区范围与位移的影响规律.将巷道围岩塑性区及位移的理论解答与数值计算结果进行了对比分析,验证了极弱胶结岩体扩容大变形本构模型的适用性.结果表明:考虑极弱胶结岩体的扩容和应变软化特性使得分析更加合理准确,研究成果对极弱胶结地层巷道支护设计与施工具有一定指导意义. 展开更多
关键词 极弱胶结岩体 扩容大变形本构模型 应变软化与扩容特性 弹塑性解答 数值计算
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考虑塑性软化和扩容特性的最短封孔深度研究 被引量：20
6
作者 郝富昌 孙丽娟 刘明举 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期789-793,807,共6页
为了确定合理的瓦斯抽采封孔深度,建立了考虑塑性软化和扩容特性的巷道周围煤体弹塑性模型,得到了巷道周围煤体应力分布和最短封孔深度的表达式,分析了最短封孔深度的影响因素,采用钻屑量法和抽采浓度法对确定的封孔深度进行了现场验证... 为了确定合理的瓦斯抽采封孔深度,建立了考虑塑性软化和扩容特性的巷道周围煤体弹塑性模型,得到了巷道周围煤体应力分布和最短封孔深度的表达式,分析了最短封孔深度的影响因素,采用钻屑量法和抽采浓度法对确定的封孔深度进行了现场验证.结果表明:初始地应力、煤体强度、支护应力和巷道尺寸是控制最短封孔深度的主要因素;埋藏深度越深,煤质越软,钻孔的封孔深度应越长;在地质构造带和大断面巷道,应加大钻孔的封孔深度;钻屑量和CH4体积分数测试结果表明,确定的封孔深度合理可靠. 展开更多
关键词 最短封孔深度 塑性软化 扩容特性 卸压范围 钻屑量
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真三轴采动卸荷条件下砂岩扩容行为和非共轴性研究 被引量：4
7
作者 李文璞 王泽 +3 位作者 冯国瑞 杜佳慧 宋真龙 刘超 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期71-81,共11页
在实际地下工程开挖中,岩石处于采动应力状态,其采动应力路径用应力Lode角表示。基于多功能真三轴流固耦合试验系统,开展相同静水压力、不同应力Lode角的真三轴力学试验,研究不同应力Lode角对砂岩的扩容特性和非共轴性的影响。试验结果... 在实际地下工程开挖中,岩石处于采动应力状态,其采动应力路径用应力Lode角表示。基于多功能真三轴流固耦合试验系统,开展相同静水压力、不同应力Lode角的真三轴力学试验,研究不同应力Lode角对砂岩的扩容特性和非共轴性的影响。试验结果表明:应力Lode角的增加在一定程度上反映出卸荷作用对砂岩真三轴试验变形的影响。对比应力Lode角在-30°~0°和0~30°的主应力变化量可以发现:最大主应力变化量比较均匀,中间主应力变化量下降,最小主应力变化量上升。随着应力Lode角的增加,最大主应变压缩程度下降,中间主应变由膨胀转变为压缩,最小主应变膨胀程度增加,且最小主应力方向的膨胀量相对于最大主应力方向的压缩量增加。应力Lode角从-30°变化到30°,随着最大主应变的增加,体积应变呈现先减小后增加的趋势。引入应变偏应力柔量,随着应力Lode角的增加,广义剪切应力对最大主应力方向的压缩变形作用减弱,对最小主应力方向的膨胀变形作用先增强后趋于平稳;体积应变偏应力柔量整体呈现下降趋势。非共轴性表现为应力路径和应变路径不重合,不同应力Lode角下的应变路径均向低Lode角方向演化。引入偏转量,应力Lode角从-30°变化到30°,偏转量呈现先上升后下降的趋势。 展开更多
关键词 真三轴 采动卸荷 应力Lode角 扩容特性 非共轴性
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渗流-应力耦合作用下巷道预排瓦斯等值宽度研究 被引量：1
8
作者 王明中 孙玉宁 郝富昌 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期109-115,共7页
准确确定巷道预排瓦斯等值宽度,对于矿井瓦斯涌出量预测、抽采达标评判及提高掘进工作面瓦斯灾害防治效果具有重要意义。为了确定合理的巷道预排瓦斯等值宽度,推导了考虑应变软化和扩容特性的巷道周围煤体弹塑性力学模型,得到了巷道周... 准确确定巷道预排瓦斯等值宽度,对于矿井瓦斯涌出量预测、抽采达标评判及提高掘进工作面瓦斯灾害防治效果具有重要意义。为了确定合理的巷道预排瓦斯等值宽度,推导了考虑应变软化和扩容特性的巷道周围煤体弹塑性力学模型,得到了巷道周围煤体应力及体积应变的解析表达式,以渗透率为桥梁建立了考虑巷道卸压及基质收缩效应的瓦斯运移耦合模型,得出了巷道周围煤体瓦斯运移规律及影响因素,确定了不同条件下的巷道预排瓦斯等值宽度。研究结果表明:巷道周围煤体瓦斯运移受到应力场和渗流场的控制,巷道卸压范围越大,其周围煤体渗透率提高得越多,越有利于瓦斯排放;排放时间、煤层透气性系数、地应力、煤体强度、支护应力、巷道尺寸和煤变质程度是影响巷道预排瓦斯等值宽的主要因素;排放时间60、120、180、240 d的巷道预排瓦斯等值宽度分别为9.2、11.9、13.8、15.3 m,随着排放时间的增加而增大;较难抽采煤层排放180 d的巷道预排瓦斯等值宽度小于15m,可以抽采煤层为15~20 m,容易抽采煤层厚度大于20 m,巷道预排瓦斯等值宽度随煤层透气性系数的升高逐渐增大;地应力、煤体强度、支护应力和巷道尺寸通过控制煤体变形而影响瓦斯运移,巷道预排瓦斯等值宽度与排放时间、煤层透气性系数和巷道尺寸呈正比关系,与煤体强度、地应力、支护应力及变质程度呈反比关系;确定了试验巷道排放时间120 d的预排瓦斯等值宽度为11.9 m,瓦斯含量测试结果表明确定的预排瓦斯等值宽度合理可靠。 展开更多
关键词 巷道预排瓦斯等值宽度 渗流-应力耦合 塑性软化 扩容特性 瓦斯运移
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含水率对砂岩渐进破裂过程影响的试验研究 被引量：6
9
作者 唐鸥玲 李天斌 陈国庆 《实验力学》 CSCD 北大核心 2016年第4期503-510,共8页
为了研究含水率对砂岩渐进破裂过程的影响,采用MTS-815岩石力学试验系统,考虑不同围压及含水率条件下砂岩的三轴试验,对其渐进破裂坏过程进行试验研究,分析不同含水率条件下砂岩的渐进破裂指标及其扩容特性的演化规律。研究结果表明,含... 为了研究含水率对砂岩渐进破裂过程的影响,采用MTS-815岩石力学试验系统,考虑不同围压及含水率条件下砂岩的三轴试验,对其渐进破裂坏过程进行试验研究,分析不同含水率条件下砂岩的渐进破裂指标及其扩容特性的演化规律。研究结果表明,含水率对砂岩的渐进破裂过程存在促进作用;随着含水率的增加,砂岩的闭合应力、起裂强度、损伤强度和峰值强度均逐渐减小;且当砂岩饱水系数在0.7左右时,岩石损伤强度和峰值强度减少量超过20%;砂岩含水率对岩石强度的弱化作用较明显,而砂岩含水率的变化对扩容速率影响不明显,但随着含水率的增大,岩石压缩极限减小,扩容提前发生。 展开更多
关键词 含水率 岩石渐进破裂 破裂指标 扩容特性
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