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不同含水率花岗岩单轴压缩力学特性及破坏特征研究
1
作者 庞建勇 王宇 +1 位作者 巩义鑫 李垂宇 《金属矿山》 北大核心 2025年第1期81-88,共8页
为探究不同含水率花岗岩受荷作用下的力学特性及破坏特征。针对不同含水率条件下花岗岩开展单轴压缩试验,基于应力—应变曲线,分析了力学弱化特征,从宏观角度探究花岗岩变形破坏模式,通过能量理论计算,得出能量演化规律。研究结果表明:... 为探究不同含水率花岗岩受荷作用下的力学特性及破坏特征。针对不同含水率条件下花岗岩开展单轴压缩试验,基于应力—应变曲线,分析了力学弱化特征,从宏观角度探究花岗岩变形破坏模式,通过能量理论计算,得出能量演化规律。研究结果表明:花岗岩试样应变软化特征明显,且随着含水率增加,峰值应力逐渐减小,非线性增加趋势明显,且伴有局部起伏涨落的趋势;花岗岩试样的抗压强度、弹性模量、脆性指标均随含水率增加而减小,饱和试样与干燥试样相比下降了40.1%、33.8%、61.8%;破坏模式随含水率增加而改变,崩落破坏时剧烈程度逐渐降低,干燥花岗岩呈现脆性劈裂破坏,破坏面以近竖直裂纹为主,低含水率花岗岩的破坏模式为拉—剪复合破坏,花岗岩近竖直裂纹数量减少,倾斜裂纹增多,随含水率增大呈现拉—剪复合破坏减少而剪切破坏增多,饱和岩样以剪切破坏为主,破坏面主要为倾斜破裂面;花岗岩的含水率越大,吸收能量的能力减弱,储能速率降低,但能量耗散现象显著。研究结果可为富水地区硬岩地下工程岩石工程灾害防控提供参考。 展开更多
关键词 花岗岩 单轴压缩 含水率 破坏特征 能量演化
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不同倾角穿层裂隙组合岩石力学性能及破坏特征研究
2
作者 李杨杨 侯嘉琦 +4 位作者 张士川 孙宁 李宗凯 冯海龙 苏鹭 《山东科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期18-27,40,共11页
煤矿开采过程中,覆岩中原生裂隙贯通是导致工作面发生水害的重要因素之一,而原生裂隙不同赋存条件又影响裂隙间贯通形态,研究不同形态原生裂隙间破坏贯通方式对揭示工作面突水机理尤为重要。采用MTS816岩石力学剪切试验机开展了不同倾... 煤矿开采过程中,覆岩中原生裂隙贯通是导致工作面发生水害的重要因素之一,而原生裂隙不同赋存条件又影响裂隙间贯通形态,研究不同形态原生裂隙间破坏贯通方式对揭示工作面突水机理尤为重要。采用MTS816岩石力学剪切试验机开展了不同倾角裂隙组合岩石单轴压缩试验,研究了岩样破坏过程中应力-应变、峰值强度及能量耗散特征,并使用颗粒流(PFC)数值模拟软件对岩样宏细观破坏特征进行分析。研究结果表明,岩样的单轴应力-应变曲线整体呈现缓升-陡升-急降趋势,当裂隙倾角为30°、60°时,曲线出现大幅度二次波动。组合岩石抗压强度受强度较弱岩石影响更为显著,岩样峰值强度与裂隙倾角呈正相关,当裂隙倾角为30°、90°时,岩样峰值强度较无裂隙组合岩石降幅分别为73.17%、21.07%;峰值应力对应耗散能转化率随裂隙倾角增大而增大,当裂隙倾角为30°时,耗散能转化率为17.52%;裂隙倾角为90°时,耗散能转化率为47.51%。应力峰值点对应损伤变量D为0.252,岩样峰前损伤程度较小,峰后阶段耗散能占比急剧增大,岩样损伤程度大幅增加;不同裂隙倾角组合岩石均发生以拉伸破坏为主的“倒Y”型拉-剪混合破坏,且不同裂隙倾角岩样破坏过程可分为裂纹萌生、预制裂隙贯通、裂纹扩展及岩样破坏4个阶段。岩样不同倾角裂隙间的贯通与岩体断裂韧性及应力强度因子有关,且随裂隙倾角增大,岩样破坏时产生裂隙数量增多,预制裂隙贯通方式分为裂隙相邻尖端贯通、裂隙对角尖端贯通、两裂隙近接触面与裂隙尖端贯通3种类型。 展开更多
关键词 组合岩石 裂隙倾角 力学行为 能量耗散 破坏特征
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三轴加卸载下煤岩强度及变形破坏特征
3
作者 蒋力帅 李丕茂 +3 位作者 王庆伟 王宗可 李春盎 黄屹峰 《中国煤炭》 北大核心 2025年第1期109-121,共13页
深部煤岩体处于高应力的三向应力状态在掘进与回采等工程扰动影响下,煤岩体的三向应力平衡状态被打破。为研究煤岩体的变形破坏特征与其所处应力状态之间的关系,开展了煤岩体在不同围压下的三轴压缩实验和不同加卸载路径下的三轴加卸载... 深部煤岩体处于高应力的三向应力状态在掘进与回采等工程扰动影响下,煤岩体的三向应力平衡状态被打破。为研究煤岩体的变形破坏特征与其所处应力状态之间的关系,开展了煤岩体在不同围压下的三轴压缩实验和不同加卸载路径下的三轴加卸载实验,借助应力应变曲线、煤样破坏形态素描图及裂隙面分形维数,探究了围压与不同卸载路径对其强度与变形破坏特征的影响。研究结果表明:煤岩三轴压缩强度与围压呈现非线性关系,弹性模量与围压呈现二次函数关系;在卸载条件下,其力学特性和破坏形式与加载条件下有着本质的区别;三轴加卸载下煤岩最大主应力大幅度减小,有明显的扩容现象,表现出明显的脆性破坏;经历卸载过程的煤样,与同等围压下三轴压缩相比,破坏后裂隙面分形维数普遍增大,破碎程度加剧。 展开更多
关键词 三轴加卸载 煤岩体 应力应变 强度特征 破坏特征
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充填体-围岩接触带损伤破坏特征试验研究
4
作者 冯亮 郭捷 万洋 《现代矿业》 2025年第1期28-32,共5页
由于充填体和围岩性质差异明显,两者接触带附近总会发生变形。因此,确定接触区破坏特征是矿山安全生产的前提。以金川三矿区为研究区,根据充填体-围岩接触带几何形状的不同,将其划分为平直型、嵌入型和折线型接触,采用现场调查和物理模... 由于充填体和围岩性质差异明显,两者接触带附近总会发生变形。因此,确定接触区破坏特征是矿山安全生产的前提。以金川三矿区为研究区,根据充填体-围岩接触带几何形状的不同,将其划分为平直型、嵌入型和折线型接触,采用现场调查和物理模型试验相结合的方法,研究接触区的损伤破坏特征。研究结果表明,嵌入型强度最大,损伤最初发生在拐点附近;折线型的强度次之,损伤最初发生在接触带,裂纹总是首先出现在垂直接触面上;平直型强度最低,损伤始于接触带,破坏主要集中在充填体,且剪切破坏占主导地位。研究结果可为金川矿区以及相似地质条件、采矿方法的矿山提供参考。 展开更多
关键词 充填体-围岩接触带 损伤破坏特征 物理模型试验
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脉冲水射流冲击非均质受载煤岩的损伤破坏特征及影响分析
5
作者 冯仁俊 朱永建 何建新 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第2期90-98,共9页
为了揭示应力环境下水射流破碎煤岩机理及影响规律,采用SPH-FEM耦合算法研究应力加载条件下脉冲水射流冲击煤岩破坏行为,探讨不同应力环境、煤岩强度、孔隙率等工况下煤岩损伤破坏特征及其影响规律。研究结果表明:脉冲射流破碎煤岩的深... 为了揭示应力环境下水射流破碎煤岩机理及影响规律,采用SPH-FEM耦合算法研究应力加载条件下脉冲水射流冲击煤岩破坏行为,探讨不同应力环境、煤岩强度、孔隙率等工况下煤岩损伤破坏特征及其影响规律。研究结果表明:脉冲射流破碎煤岩的深度和面积均随二维应力和煤岩强度的增加呈指数型降低,随煤岩孔隙率的增加呈线性增加,破碎坑周围重度损伤区范围随煤岩强度和孔隙率的增加而降低。研究结果可为脉冲射流高效破碎受载煤岩提供参考。 展开更多
关键词 受载煤岩 脉冲水射流 SPH-FEM 破坏特征 影响因素
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厚煤层分带充填开采条带煤柱破坏特征及稳定性研究
6
作者 王敏 李海龙 郭智 《煤》 2025年第3期43-49,共7页
为准确掌握厚煤层条带充填开采过程中煤柱的破坏范围,有效进行掘进条带的支护,文章以高河煤矿E1309条带膏体充填工作面为背景,运用摩尔-库伦理论和极限平衡理论建立条带充填开采煤柱受力破坏力学模型,研究煤柱变形破坏特征,对破坏特征... 为准确掌握厚煤层条带充填开采过程中煤柱的破坏范围,有效进行掘进条带的支护,文章以高河煤矿E1309条带膏体充填工作面为背景,运用摩尔-库伦理论和极限平衡理论建立条带充填开采煤柱受力破坏力学模型,研究煤柱变形破坏特征,对破坏特征的影响因素进行定量分析并提出针对性支护措施。最终研究结果表明:条带煤柱的破坏程度与工作面开采高度、煤柱上的集中应力成正相关,与煤体的内聚力、内摩擦角成负相关;条带煤柱的破坏一般从煤柱表面的中间点开始,向垂直和水平方向蔓延,变形量呈现层状递减趋势。针对煤柱破坏影响因素提出掘进条带的支护措施,厚煤层可采用分层开采,将煤层划分为两个或多个分层,降低每次开采高度进而减小条带煤柱的破坏程度,同时采用锚杆、锚索支护增加煤柱整体稳定性,最终达到支护目的。 展开更多
关键词 条带充填 厚煤层 力学模型 破坏特征 数值模拟
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深部开采下裂隙岩体扰动响应及破坏特征
7
作者 陈怀东 史子牧 蒋翔 《现代矿业》 2025年第3期186-191,234,共7页
为揭示深部开采下裂隙岩体扰动响应及破坏特征,结合焦家金矿深部开采工程,建立了FLAC^(3D)数值分析模型,通过模拟应力波对深部岩体的扰动,得出了不同裂隙角和应力波幅值对岩体应力分布及破坏特征的影响。研究结果表明,在裂隙尖端以及裂... 为揭示深部开采下裂隙岩体扰动响应及破坏特征,结合焦家金矿深部开采工程,建立了FLAC^(3D)数值分析模型,通过模拟应力波对深部岩体的扰动,得出了不同裂隙角和应力波幅值对岩体应力分布及破坏特征的影响。研究结果表明,在裂隙尖端以及裂隙中部容易发生张拉破坏,裂隙与应力波传播方向夹角的增大会导致岩体试件的强度降低,应力波幅值的增加会导致裂隙尖端处的主要破坏形式从张拉破坏转变为剪切破坏,为深部采掘扰动下裂隙岩体地压灾害的预测和控制提供理论依据和技术支持。 展开更多
关键词 深部开采 裂隙岩体 扰动响应 破坏特征 裂隙倾角
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底抽巷围岩破坏特征及支护优化研究
8
作者 郭武奎 《能源技术与管理》 2025年第1期69-73,共5页
随着煤层埋深的增大,受底抽巷掘进以及工作面回采高地应力共同影响,煤层底板以及底抽巷围岩失稳,破坏严重。本文以大水头煤矿东三采区301工作面底抽巷为工程背景,利用理论分析、经验计算以及现场监测的方法,研究了底抽巷围岩破坏特征及... 随着煤层埋深的增大,受底抽巷掘进以及工作面回采高地应力共同影响,煤层底板以及底抽巷围岩失稳,破坏严重。本文以大水头煤矿东三采区301工作面底抽巷为工程背景,利用理论分析、经验计算以及现场监测的方法,研究了底抽巷围岩破坏特征及其影响因素,优化了控制措施并应用于现场。结果表明,由于工作面回采以及巷道掘进双扰动影响,围岩内部裂隙发育并扩展,锚固系统承载能力不足,导致围岩破碎。通过采用“锚杆+护表构件”联合支护以及注浆加固等综合手段,提高了锚固系统承载能力。通过底抽巷矿压监测,得出底抽巷顶板下沉量约为130 mm,底鼓量约为140 mm,两帮变形量约为270 mm,相较于初次支护,变形量明显减小,围岩承载能力显著提高,底抽巷围岩破坏最终得到控制。该研究结果为具有类似地质条件矿井底抽巷的围岩破坏特征以及巷道围岩控制技术的研究提供了借鉴和参考。 展开更多
关键词 底抽巷 围岩破坏特征 支护优化 注浆加固
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单轴压缩条件下单裂隙花岗岩力学特性及破坏特征 被引量：4
9
作者 王春萍 王璐 +1 位作者 刘建锋 刘健 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期369-376,446,共9页
为研究含贯通单裂隙花岗岩的力学特性及破坏特征,以我国高放废物地质处置甘肃北山预选区完整花岗岩及含倾角30°、45°和60°贯通裂隙的花岗岩为研究对象,开展单轴压缩试验研究.结果表明:裂隙倾角越大,试样的单轴抗压强度... 为研究含贯通单裂隙花岗岩的力学特性及破坏特征,以我国高放废物地质处置甘肃北山预选区完整花岗岩及含倾角30°、45°和60°贯通裂隙的花岗岩为研究对象,开展单轴压缩试验研究.结果表明:裂隙倾角越大,试样的单轴抗压强度、损伤应力以及弹性模量越低;与完整岩石相比,倾角30°、45°和60°裂隙花岗岩的抗压强度分别下降7.97%、29.17%和71.68%,损伤应力分别下降9.35%、24.26%和69.79%,弹性模量分别下降5.89%、23.32%和60.49%.裂隙倾角不同,试样的应力-应变曲线呈现出显著的差别;裂隙倾角越大,损伤应力至峰值应力之间的屈服阶段越明显,发生沿裂隙面滑移破坏特征越显著;裂隙倾角影响花岗岩的破坏模式,试样的破坏形式主要表现为穿裂隙面破坏(倾角30°)、穿裂隙面破坏和沿裂隙面滑移并存的复合破坏(倾角45°)以及沿裂隙面滑移破坏(倾角60°);倾角60°的裂隙花岗岩的抗压强度与试验前后裂隙面的分形维数差符合幂函数增长关系. 展开更多
关键词 岩石力学 单裂隙花岗岩 裂隙倾角 单轴压缩试验 破坏特征
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冲击载荷下含瓦斯煤动力学破坏特征与瓦斯渗流规律分析 被引量：1
10
作者 王登科 张力元 +8 位作者 魏建平 都海龙 李振 王志明 董博文 张富凯 尹彦波 张宏图 卫彦昭 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1432-1446,共15页
为探究不同冲击载荷和瓦斯压力作用下的含瓦斯煤动力学特征、裂隙扩展及瓦斯渗流变化规律,采用含瓦斯煤岩冲击损伤-渗流试验系统开展含瓦斯煤冲击试验以及原位渗流测试,并结合工业CT扫描系统进行试样裂隙结构的三维重构,分析含瓦斯煤内... 为探究不同冲击载荷和瓦斯压力作用下的含瓦斯煤动力学特征、裂隙扩展及瓦斯渗流变化规律,采用含瓦斯煤岩冲击损伤-渗流试验系统开展含瓦斯煤冲击试验以及原位渗流测试,并结合工业CT扫描系统进行试样裂隙结构的三维重构,分析含瓦斯煤内部裂隙扩展特征及其对瓦斯渗流的影响规律。研究结果表明,冲击载荷和瓦斯压力对含瓦斯煤的动力学性质、变形过程、裂隙扩展和渗流规律均具有重要影响,具体表现在:①受围压和轴压的影响,冲击载荷耦合瓦斯压力条件下的含瓦斯煤应力-应变曲线无明显压密阶段;含瓦斯煤的变形过程主要经历了弹性变形阶段、应变强化阶段及破坏阶段。②冲击载荷的增加对含瓦斯煤动力学参数具有强化作用,气体压力的升高则劣化了含瓦斯煤动力学参数;冲击载荷越大,瓦斯压力越高,含瓦斯煤的裂隙扩展愈充分,所形成的裂隙结构愈复杂。③含瓦斯煤的渗流规律受控于裂隙扩展,冲击载荷耦合瓦斯压力作用下,含瓦斯煤中存在孔隙流动、孔隙流动-裂隙流动并存及裂隙流动等3种气体流动形式;含瓦斯煤冲击破坏后,随着气体压力增加以及气楔作用的增强,瓦斯流动形式可由孔隙流动依次转变为孔隙流动-裂隙流动并存和裂隙流动;裂隙扩展和流动形式共同影响含瓦斯煤渗流规律,含瓦斯煤渗透率随瓦斯压力的增大总体上符合先增大后减小的变化趋势。 展开更多
关键词 冲击载荷 含瓦斯煤动力学破坏特征 工业CT扫描 裂隙扩展 瓦斯渗流规律
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层状复合夹煤岩石组合体试样强度试验与破坏特征研究 被引量：1
11
作者 石建军 贾明琦 +5 位作者 冯吉成 苏士杰 张建伟 闻志雄 吉志海 牛格轩 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2024年第4期9-14,共6页
针对巷道复合夹煤组合结构顶板易冒落问题,以某矿取芯和钻孔窥视探测获得的巷道层状复合夹煤顶板结构组合类型为实验背景,对砂质泥岩、中砂岩以及煤厚度为20、30、40 mm不同结构组合类型的复合试件进行了单轴压缩试验,研究了复合夹煤岩... 针对巷道复合夹煤组合结构顶板易冒落问题,以某矿取芯和钻孔窥视探测获得的巷道层状复合夹煤顶板结构组合类型为实验背景,对砂质泥岩、中砂岩以及煤厚度为20、30、40 mm不同结构组合类型的复合试件进行了单轴压缩试验,研究了复合夹煤岩石组合体的力学特性与破坏特征。试验结果表明:复合夹煤岩石组合体的抗压强度均小于单一岩石,中砂岩夹煤厚度为30mm时抗压强度达到单一中砂岩抗压强度的85.95%,抗压强度随着煤厚变薄而下降;砂质泥岩夹煤厚度为20 mm时仅为单一砂质泥岩抗压强度的32.5%,随着夹煤厚度增加抗压强度也增大,夹煤厚度超过30mm后抗压强度增大不明显。复合夹煤岩石组合体整体呈X状共轭斜面剪切破坏、单斜面剪切破坏、部分拉伸破坏,随着复合夹煤岩石组合类型不同呈现不同的破坏特征等。 展开更多
关键词 层状复合顶板 复合夹煤岩石组合体 单轴压缩 力学特性 破坏特征
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河流下综放工作面覆岩破坏特征和陷落柱防水煤柱留设研究
12
作者 韦四江 张林超 +1 位作者 王猛 谭毅 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第6期1-10,共10页
目的长平矿Ⅲ2317工作面在开切巷处揭露陷落柱,地表丹河流向与工作面推进方向一致,受采动影响,陷落柱内部水体及河水可能通过开采裂隙导入回采空间,从而造成工作面突水。针对以上问题,方法本文采用理论分析、数值模拟和现场观测等方法,... 目的长平矿Ⅲ2317工作面在开切巷处揭露陷落柱,地表丹河流向与工作面推进方向一致,受采动影响,陷落柱内部水体及河水可能通过开采裂隙导入回采空间,从而造成工作面突水。针对以上问题,方法本文采用理论分析、数值模拟和现场观测等方法,对回采工作面覆岩“两带”高度、覆岩破坏特征和陷落柱煤柱留设宽度进行研究。结果结果表明:工作面顶板垮落带与导水裂隙带最大发育高度分别为18.38,93.85 m,河水对工作面不构成突水威胁;无煤柱开采时,陷落柱一侧顶板裂隙沿陷落柱胶结面向上高度发育;结合理论计算和数值模拟分析,确定煤柱宽度为35 m。工作面在留设35 m煤柱条件下安全完成回采,地表变形特征符合预期,最大下沉量达到4000 mm,回采过程中工作面未发生突水事故。结论研究结果可为类似条件下的煤层安全开采提供理论和经验支撑。 展开更多
关键词 水下采煤 覆岩破坏特征 “两带”高度 陷落柱活化 防水煤柱
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采动下淋水软岩巷道围岩变形破坏特征
13
作者 解盘石 房嘉睿 +3 位作者 胡博胜 张波 张希 段思宇 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第12期27-35,92,共10页
在采动影响及淋水浸蚀双重作用下,软岩巷道围岩变形破坏严重,且淋水使锚固剂失效,造成锚杆及锚索锚固力衰减,承载能力下降,严重影响工作面安全生产。针对该问题,采用物理相似模拟实验、数值模拟实验与现场实测相结合的研究方法,分析了... 在采动影响及淋水浸蚀双重作用下,软岩巷道围岩变形破坏严重,且淋水使锚固剂失效,造成锚杆及锚索锚固力衰减,承载能力下降,严重影响工作面安全生产。针对该问题,采用物理相似模拟实验、数值模拟实验与现场实测相结合的研究方法,分析了淋水软岩巷道围岩在采动影响及不同支护参数条件下的破坏情况,揭示了采动下淋水软岩巷道围岩变形破坏特征并给出了合理的支护参数。实验结果表明:①采动影响下软岩巷道围岩变形破坏形态具有非对称性,且在淋水条件下,巷道围岩破坏范围进一步增大。②锚索长度从9 m增加至10 m,巷道围岩破坏范围减小了4.3%;使用12.2 m长锚索支护顶板时,两帮破坏范围大于使用9 m锚索与10 m锚索,主要原因为12.2 m锚索贯通至顶板含水层,导致水体渗流加剧,巷道围岩进一步软化;使用9.2 m长锚索+4.2 m短锚索联合支护时,相较前3种支护参数,巷道围岩破坏范围减小,水体渗流情况明显改善。现场应用结果表明,采用9.2 m长锚索+4.2 m短锚索联合支护时,顶板下沉量、两帮变形量、底板鼓起量比采用原支护参数时分别减小77.5%,65%,76.5%,有效提高了巷道围岩抵抗变形破坏的能力。 展开更多
关键词 软岩巷道 围岩变形破坏特征 顶板淋水 支护优化 联合支护
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含断层构造露天边坡变形破坏特征及稳定性研究
14
作者 李延超 王飞飞 +2 位作者 姜安民 肖宋强 靳红华 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2024年第4期150-154,共5页
为了探究断层构造对露天边坡变形破坏特征及稳定性的影响,采用遥感影像、现场调查与数值模拟研究手段开展了含断层构造的露天边坡变形破坏特征及安全系数计算研究,并进行了边坡变形破坏发展分析,揭示了含断层构造露天边坡变形破坏特征... 为了探究断层构造对露天边坡变形破坏特征及稳定性的影响,采用遥感影像、现场调查与数值模拟研究手段开展了含断层构造的露天边坡变形破坏特征及安全系数计算研究,并进行了边坡变形破坏发展分析,揭示了含断层构造露天边坡变形破坏特征规律。结果表明:露天采场北部边坡产生滑塌灾害是断层构造(内因)、井下矿体开采卸荷(外因)共同作用的结果。在地下矿体开采扰动与F15断层切割的作用下,边坡易形成沿断层构造滑坡垮塌并不断扩大滑塌区域。F15断层构造以上坡体的变形位移相对较大,且沿F15断层构造向东部沟谷发展,F15断层构造改变了北部边坡上部坡体的变形破坏趋势。露天采场边坡安全系数为1.45时,潜在滑动面为F15断层构造;北部边坡沿断层构造尚未出现大变形。 展开更多
关键词 露天边坡 断层构造 边坡变形破坏特征 安全系数 数值模拟 边坡稳定性
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动载作用下锚固体应力波传递及破坏特征研究
15
作者 田敏 陈治宇 《昆明冶金高等专科学校学报》 CAS 2024年第2期13-19,38,共8页
为研究动载作用下锚固体的应力波传播规律及破坏特征,利用分离式霍普金森杆(SHPB)对锚固体试件开展了不同预应力及不同冲击次数的冲击试验。研究结果表明:随着预应力增加,锚固围岩中应力波峰值逐渐增加,衰减速度逐渐减小,增大锚杆预应力... 为研究动载作用下锚固体的应力波传播规律及破坏特征,利用分离式霍普金森杆(SHPB)对锚固体试件开展了不同预应力及不同冲击次数的冲击试验。研究结果表明:随着预应力增加,锚固围岩中应力波峰值逐渐增加,衰减速度逐渐减小,增大锚杆预应力,锚固自由端拉伸波峰值明显减小;随锚固体试件预应力增加,锚固体轴力损失越快,轴力损失率呈二次线性增加的趋势;预应力较小时,锚固自由端围岩产生裂缝较多,多次冲击下裂缝距离较为接近;随着预应力的增加,自由端头破坏程度减弱;随着预应力增加,拉拔最大位移量越来越小,未受动载作用的原始试件拉拔后未出现明显的破坏;动载作用后,随着预应力增大,锚固端头发生一定程度的劈裂破坏,预应力持续增加劈裂破坏程度越来越弱。 展开更多
关键词 动载作用 锚固体 预应力 应力波 锚固破坏特征
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深部极高地应力花岗岩隧道岩爆破坏特征及成因机理研究 被引量：2
16
作者 周航 张广泽 +3 位作者 赵晓彦 陈明浩 陈仕阔 喻炳鑫 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期1098-1111,共14页
深部极高地应力花岗岩隧道施工过程中,岩爆灾害异常突出,硬岩岩爆不同程度地造成岩体片状剥落、棱板状破裂、岩块抛掷及强烈弹射等。为了揭示花岗岩隧道岩爆成因机制,综合地质调绘、监控量测、岩爆实录统计、室内岩石力学试验、微观分... 深部极高地应力花岗岩隧道施工过程中,岩爆灾害异常突出,硬岩岩爆不同程度地造成岩体片状剥落、棱板状破裂、岩块抛掷及强烈弹射等。为了揭示花岗岩隧道岩爆成因机制,综合地质调绘、监控量测、岩爆实录统计、室内岩石力学试验、微观分析和数值模拟分析等方法对隧道高地应力及岩爆的形成、破坏特征及影响因素进行探讨分析。根据现场岩爆实录统计分析,花岗岩隧道岩爆破坏特征复杂多样,发生时间集中,高水平构造应力使靠近雅鲁藏布江河谷一侧岩爆烈度显著增大,大埋深高自重应力导致岩爆主要分布在隧道掌子面和拱顶。基于钻孔实测地应力数据和初始地应力场反演分析,发现花岗岩隧道地应力场由构造应力和自重应力共同主导,隧道沿线82.0%的区段处于高到极高地应力状态,为岩爆的发生提供内动力地质条件。室内岩石力学试验表明二长花岗岩和花岗闪长岩均具有中等岩爆倾向性,厚层状、强度大、刚度高、完整性好的岩体为岩爆提供充足的物源条件。受控于雅鲁藏布江缝合带地质构造作用以及新生代岩浆活动作用影响,花岗岩隧道呈现高地温特征,地温梯度为5.5℃/100 m,最高实测地温达到89.6℃,高温热力耦合作用加速岩爆发生并提高岩爆危险性等级。隧道施工工艺会改变围岩应力重分布,影响围岩的应力集中,造成一定的尺寸效应,影响岩爆发生的烈度等级、时间和空间分布。 展开更多
关键词 花岗岩隧道 极高地应力 岩爆破坏特征 成因机理 高地温 岩爆倾向性
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温压炸药近爆作用下RC梁破坏特征和毁伤规律试验研究 被引量：1
17
作者 刘举 张国凯 +4 位作者 王振 姚箭 李杰 于思远 纪玉国 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期864-874,共11页
作为一种高能量密度炸药,温压炸药的爆炸毁伤效应及毁伤机理有别于传统炸药。结合敞开空间温压炸药爆炸冲击波及热效应试验,研究温压炸药爆炸冲击波特征及传播规律,采用高速摄像技术和光纤多谱线测温技术分析爆炸火球演化特征及火球表... 作为一种高能量密度炸药,温压炸药的爆炸毁伤效应及毁伤机理有别于传统炸药。结合敞开空间温压炸药爆炸冲击波及热效应试验,研究温压炸药爆炸冲击波特征及传播规律,采用高速摄像技术和光纤多谱线测温技术分析爆炸火球演化特征及火球表面温度变化规律。为研究温压炸药爆炸荷载对钢筋混凝土结构的毁伤效应,针对两种典型钢筋混凝土梁开展不同比例爆距下的爆炸试验,阐明两种钢筋混凝土梁在不同药量、不同爆距下的破坏特征和毁伤规律。研究结果表明:相比TNT炸药,温压炸药爆炸冲击波具有超压峰值大、正压作用时间长及峰值衰减缓慢的特点,温压炸药爆炸最高温度达到2400 K,超过1000 K的高温持续时间超过160 ms,高冲量爆炸冲击及持续高温作用导致钢筋混凝土结构受到更大程度的毁伤破坏。结合药量对毁伤规律的影响,提出钢筋混凝土梁在温压炸药近区(0.20~0.75 m)爆炸荷载条件下基于比例爆距和药量的毁伤判据。 展开更多
关键词 温压炸药 钢筋混凝土梁 破坏特征 毁伤判据
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基于声发射特征参数的砂岩节理直剪破坏特征试验研究 被引量：1
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作者 孙杰豪 郭保华 +1 位作者 田世轩 程坦 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期167-177,共11页
为研究岩石节理直剪破坏特征,借助RDS-200型岩石节理剪切试验系统开展了不同法向应力下砂岩节理剪切试验,并采用Micro-ⅡExpress数字声发射系统进行了声发射信号监测,基于声发射上升时间与幅值之比RA、振铃计数与持续时间之比AF的演化... 为研究岩石节理直剪破坏特征,借助RDS-200型岩石节理剪切试验系统开展了不同法向应力下砂岩节理剪切试验,并采用Micro-ⅡExpress数字声发射系统进行了声发射信号监测,基于声发射上升时间与幅值之比RA、振铃计数与持续时间之比AF的演化特征对岩石节理剪切破坏过程进行了分析,并探讨了砂岩节理剪切失稳的预警方法。结果表明:(1)根据岩石节理剪切过程的累计振铃计数演化特征,可将岩石节理剪切过程划分为低速增长、加速增长、极速增长和减速增长4个阶段;各法向应力下,AF和RA最大值整体上随阶段序号增加而增大,且RA值较大的信号随阶段序号增加而增多。(2)根据日本混凝土声发射监测规范,提出用于判断拉剪破裂类型阈值k的具体取值方法。发现在各法向应力下阈值k、张拉破裂占比α随剪切阶段序号增加整体上呈降低趋势。(3)岩石节理剪切试验中,声发射参数r值的变异系数CV(r)在剪切应力峰值前整体呈降低趋势,且在剪切应力峰值前均存在低于剪切应力峰值最近的CV(r)值(即预警值CV(r)_(cr))的阶段;预警值CV(r)_(cr)随法向应力增大而先减小后增大,与法向应力具有较好的二次抛物线函数关系;预警提前时间t_(d)与失稳时刻t_(p)之比在5.1%~24.5%之间,可起到提前预警作用。研究结果可为节理岩体的失稳预警及灾害防治提供一定参考。 展开更多
关键词 岩石力学 岩石节理 直剪试验 破坏特征 声发射 RA和AF 变异系数
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岩石-混凝土组合体单轴压缩力学与破坏特征数值模拟研究 被引量：1
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作者 董卓 王永霞 袁瑞甫 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第5期152-162,共11页
目的为研究单轴压缩条件下混凝土组分骨料含量、强度等级、占比和界面倾角对岩石-混凝土组合体力学与破坏特征的影响,方法结合凸多边形随机骨料生成投放程序与RFPA2D分析系统,构建组合体数值模型并进行数值模拟。结果组合体的破坏类型... 目的为研究单轴压缩条件下混凝土组分骨料含量、强度等级、占比和界面倾角对岩石-混凝土组合体力学与破坏特征的影响,方法结合凸多边形随机骨料生成投放程序与RFPA2D分析系统,构建组合体数值模型并进行数值模拟。结果组合体的破坏类型可分为由混凝土组分破坏并延伸至花岗岩组分或两种组分及界面共同破坏引起的“两体Ⅰ型和Ⅱ型破坏”,由混凝土组分单独破坏或混凝土组分和界面共同破坏引起的“单体Ⅰ型和Ⅱ型破坏”。对界面处应力状态进行分析,从理论上解释了沿界面宏观裂纹的形成原因;组合体抗压强度接近混凝土的抗压强度,其值与混凝土组分强度等级正相关而与占比负相关;组合体弹性模量数值模拟结果与理论值吻合较好,且与骨料含量和强度等级正相关,与混凝土组分占比和界面倾角负相关;组合体泊松比与骨料含量和混凝土组分占比负相关,强度等级对其影响较小;组合体抗压强度和泊松比均随界面倾角的增加先减小后增加。结论构建了含骨料岩石-混凝土组合体数值模型,并运用RFPA2D分析系统对4种组合方式组合体进行数值模拟,可通过提高混凝土组分强度、降低混凝土组分占比与材料间的界面倾角提升组合体的力学特性。研究结果可为地下或坝体等工程的稳定性分析提供参考依据。 展开更多
关键词 岩石-混凝土组合体 随机骨料 单轴压缩 数值模拟 力学与破坏特征
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甘肃积石山6.2级地震房屋破坏特征分析 被引量：1
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作者 郭海涛 贾源源 +3 位作者 王会娟 车高凤 夏晓雨 张晓 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期846-856,共11页
2023年12月18日晚,甘肃省积石山县发生M_(S)6.2地震,震源深度10 km。地震导致震区房屋出现不同程度的损毁,并诱发了大量同震滑坡,造成了严重的人员伤亡和经济损失。基于已有文献资料,结合高精度遥感和野外调查数据,开展此次地震房屋破... 2023年12月18日晚,甘肃省积石山县发生M_(S)6.2地震,震源深度10 km。地震导致震区房屋出现不同程度的损毁,并诱发了大量同震滑坡,造成了严重的人员伤亡和经济损失。基于已有文献资料,结合高精度遥感和野外调查数据,开展此次地震房屋破坏特征分析。结果表明:震中房屋及建构筑物破坏以大河家镇最重,石塬镇、刘集乡、柳沟乡等次之。调查点内土木结构房屋以严重损坏或倒塌破坏为主;砖木结构房屋以严重破坏或局部倒塌破坏为主;砖混结构房屋破坏特征城乡地区差异大,城镇地区砖混结构房屋以一般或轻微破坏为主,农村自建砖混结构房屋多发生严重破坏;框架结构房屋填充墙多产生大量裂缝与剪切破损。现场调查分析不同结构房屋的破坏比与破坏特征、特点,对灾后应急救援及房屋重建安置工作具有非常重要的意义。结合震后第一手资料,就不同结构类型房屋的破坏特征、严重损坏比例,及震后地震地质灾害与隐患等进行分析探讨。研究可为灾后房屋重建、地震震后烈度调查与地震应急评估等相关工作提供一定的参考。 展开更多
关键词 积石山地震 逆冲型地震 房屋结构 破坏特征
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