国家教育部博士点基金(20110042110035)
- 作品数：10 被引量：138H指数：6
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- 相关机构：东北大学内蒙古科技大学教育部更多>>
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- 相关领域：建筑科学矿业工程理学水利工程更多>>
- 基于非接触测量技术裂隙岩体隧道开挖局部损伤分析被引量：2
- 2014年
- 裂隙岩体损伤区的合理确定对于工程开挖和支护方式的选择至关重要。文章针对这一问题,提出了基于现场岩体结构面的精细测量和表征技术,利用优化后的数值模型定量分析隧道岩体损伤区范围及其力学特性;结合辽宁建兴高速公路某隧道开挖工程实例,采用非接触测量手段采集隧道掌子面的结构面信息,并导入GeoSMA-3D系统,生成接近实际情况的三维空间结构面模型;在此基础上利用颗粒流数值方法 PFC计算确定隧道开挖损伤区范围,并对围岩应力、位移曲线和力链、裂隙分布进行了对比分析。其研究结果表明,力链集中表征围岩开挖扰动程度,裂隙的密度表征围岩开挖损伤程度,而裂隙的贯通则与破坏区对应,从而可以较准确地识别节理岩体隧道工程中岩体损伤区范围及其力学特性;同时利用PFC也较好地模拟了岩石在破坏阶段存在的损伤局部化现象。
- 王述红昝世明王存根倪勇
- 关键词：隧道开挖非接触测量PFC
- 基于多重分形特征的岩体结构面剪切强度研究被引量：17
- 2015年
- Barton剪切强度模型是目前工程实践中普遍采用的强度公式,而实践应用时,该模型中结构面粗糙性系数(JRC)的评估存在主观性和片面性的缺点。鉴于此,应用多重分形理论,提出了采用多重分形参数准确量化JRC的方法。首先应用数字图像处理技术获取了结构面三维形貌数据信息;然后采用投影覆盖法进行了结构面的分形维数计算,重点对结构面的多重分形特征进行了分析,通过对比分析了构造的15个结构面的多重分形特征值。结果表明:结构面越粗糙,多重分形特征参数△D(q)和△a(q)值越大,△D(q)或△a(q)能够很好地描述结构面的形貌特征。最后对9组石膏试件进行了剪切试验,通过不同正应力下对应的剪应力数据分析,结合结构面形貌多重分形参数△D(q)或△a(q),以Barton剪切强度公式为基础,应用最小二乘法原理,给出了JRC与△D(q)及JRC与△a(q)关系。这样在工程实际中,可以用参数△D(q)或△a(q)对JRC进行估算,克服了JRC人为估值主观性及采用二维标准轮廓线评估片面性的缺点,为准确评估结构面粗糙度提供了一条新的途径。在此基础上,应用Barton模型可准确估算岩体结构面的剪切强度。
- 陈世江朱万成于庆磊王青元
- 关键词：结构面剪切强度数字图像处理技术
- 变温条件下深部煤层瓦斯分布规律的数值模拟被引量：8
- 2015年
- 深部煤层瓦斯运移过程及分布规律与温度场、瓦斯渗流场及应力场耦合密切相关.基于深部煤层瓦斯运移的热流固耦合模型,结合实际的煤层条件和实测数据,开展了煤层瓦斯赋存规律的数值模拟,研究了瓦斯压力和瓦斯含量分布规律的影响因素.结果表明:煤层渗透率是影响瓦斯压力分布的主要因素,其中煤体的有效应力系数、初始孔隙率、弹性模量以及吸附应变系数均对渗透率有着重要的影响;煤层瓦斯含量受瓦斯压力和煤层温度的共同影响,不考虑煤层温度预测得到的瓦斯含量结果偏大.
- 魏晨慧朱万成白羽盖迪
- 关键词：瓦斯分布深部煤层数值模拟
- 基于突变级数法的新城金矿顶底柱回采方法优选被引量：3
- 2015年
- 新城金矿Ⅴ#矿体-580 m中段顶柱矿石品位高,但地质条件复杂,回采存在安全隐患。为了确定适合新城金矿顶底柱回采的最优采矿方法,引入突变理论对采矿方法的选择问题进行研究,利用突变数学和模糊数学结合引出的突变级数法建立采矿方法综合优越度评判模型。基于突变级数法的边坡稳定性评判法综合考虑了采矿方法选择的不同影响因素(安全、生产能力、经济技术),根据归一公式作量化递归运算,得到3种采矿方法的突变级数分别为0.972、0.969、0.956,从而确定了方法 I最优。井下工业性试验结果显示,该采矿方法是合理的,表明将突变级数法应用到采矿方法的优选当中是可行的。
- 王青元朱万成刘凯侯晨
- 关键词：突变级数法顶柱回采采矿方法优选地压监测
- 岩石力学数值模拟方法用于采矿工程的技术经济探讨与教学实践被引量：22
- 2016年
- 结合采矿工程特点以及岩石力学数值模拟方法的发展现状,分别从技术、经济与人才培养三个方面对数值模拟方法在采矿工程中的应用问题展开探讨。采矿工程在力学背景、工程稳定性要求及价值目标等方面均有别于其他岩石工程,这对其选择何种方法解决生产过程中遇到的岩石力学问题有显著影响,突出表现为成本的敏感性。由于模型误差、参数选择误差和监测数据反演误差等系统性误差的客观存在性,这导致数值模拟方法在预测岩石力学问题的精确度(可靠性)方面存在着发展的"上限"。而采矿工程中的岩石力学问题对计算及预测精确度的需求存在"下限",因此,只要保证数值模拟方法预测的精确度"上限"达到采矿工程需要的"下限"即是其成功的应用。岩石力学数值模拟方法预测的精确度与成本投入之间存在一定的正相关关系,机会成本及决策风险控制因素对矿山企业应用岩石力学数值模拟方法的效果有重要影响。此外,高等院校在采矿工程人才培养方面加强岩石力学教育,为矿山企业输送具有较高岩石力学素质的采矿工程师,将是引领矿业技术进步的重要组成部分。
- 刘溪鸽朱万成魏炯关凯
- 关键词：采矿工程岩石力学数值模拟技术经济教学实践
- 新城金矿V~#矿体-680m中段踏步式回采研究被引量：4
- 2014年
- 回采顺序的合理选择有助于地下金属矿山控制地压活动、改善回采条件以及提高经济效益。新城金矿V#矿体采用上向水平分层充填法回采,采场垂直矿体走向布置并按照"隔一采一"顺序分为一步回采和二步回采,这种回采顺序导致二步采场两侧均为充填体支撑,顶板条件较差。本研究以新城金矿V#矿体-680 m中段为研究对象,基于原有的"隔一采一"回采顺序提出"踏步式回采"方案,通过FLAC3D软件模拟分析、比较2种方案对采场岩体稳定性的影响。数值模拟结果表明,无论采用"隔一采一"还是"踏步式回采"方案,在两侧为充填体支撑的情况下,中间矿体的回采条件均较差,但相比而言,"踏步式回采"在控制顶板变形、避免产生大范围塑性区方面优于"隔一采一"方案。本研究成果对类似矿山的矿体回采设计有重要的借鉴意义。
- 刘溪鸽孙星朱万成王青元
- 关键词：金矿回采顺序FLAC3D
- 导向孔对两爆破孔间成缝过程影响的数值模拟被引量：23
- 2013年
- 在爆破中,控制裂纹扩展的方法之一是在装药孔之间开挖导向孔,促使裂纹的扩展贯通。炸药在爆炸时,产生的载荷包括爆炸应力波和爆生气体压力。基于这一认识,研发了爆破损伤的数值模拟系统,并对有机玻璃试样中两炮孔同时起爆时孔周裂纹的萌生、扩展过程进行模拟,探讨了无导向孔、有一个圆形导向孔和有一个带切割槽的导向孔3种情况下裂纹的扩展规律。数值模拟结果与室内试验结果相吻合,这一方面证实了在装药孔之间开挖带切割槽导向孔对控制裂纹扩展的有效性,同时也验证了该文提出的爆破损伤模型的可行性。
- 魏炯朱万成魏晨慧白羽李帅
- 关键词：切割槽数值模拟
- 围岩瞬态卸荷应力及塑性区分布的有限元分析被引量：3
- 2014年
- 深部地下工程围岩卸荷导致的拉伸破坏是一个常见但没有得到充分研究的科学现象.将卸荷视为动态力学过程,基于连续介质弹塑性力学理论,运用有限元软件COMSOL Multiphysics对围岩瞬态卸荷破坏成因进行初步探究,建立了围岩瞬态卸荷塑性力学模型.研究结果表明:开挖将在围岩中激起强烈的卸载扰动,应力场的重新分布是由动力响应过渡到静力作用的动态过程.瞬态卸荷将导致开挖自由面附近产生拉应力.尽管拉应力时间短、幅值低、范围小,但由于岩石抗压不抗拉的特性,在高地应力条件下,拉应力可导致围岩产生拉伸破坏.分析表明横向惯性作用可能是导致这一现象的原因之一.
- 魏炯朱万成牛雷雷魏晨慧
- 关键词：岩石力学开挖瞬态卸荷塑性
- 不同地应力条件下双孔爆破的数值模拟被引量：42
- 2013年
- 考虑岩石介质的非均匀性,把爆破过程视为爆炸应力波和爆生气体压力共同作用的结果,基于损伤力学理论建立了岩石爆破的力学模型,并对不同地应力条件下岩石双孔爆破裂纹演化规律进行了数值模拟,分析了不同侧压力系数和埋深对裂纹扩展规律的影响。数值模拟结果表明:①爆炸应力波导致裂纹的萌生,爆生气体压力则会使裂纹进一步扩展和贯通;②裂纹演化过程与地应力密切相关,裂纹扩展的主方向趋于最大地应力方向;③随着埋深增加和初始地应力增大,裂纹扩展半径和裂纹区面积减小,地应力对爆破致裂的抑制作用明显。
- 白羽朱万成魏晨慧魏炯
- 关键词：爆炸应力波数值模拟
- 不同地应力条件下双孔爆破的数值模拟
- 考虑岩石介质的非均匀性,把爆破过程视为爆炸应力波和爆生气体压力共同作用的结果,基于损伤力学理论建立了岩石爆破的力学模型,并对不同地应力条件下岩石双孔爆破裂纹演化规律进行了数值模拟,分析了不同侧压力系数和埋深对裂纹扩展规律...
- 白羽朱万成魏晨慧魏炯
- 关键词：爆炸应力波数值模拟
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