国家自然科学基金(51104057)
- 作品数：22 被引量：145H指数：7
- 相关作者：王云飞郑晓娟赵洪波焦华喆王立平更多>>
- 相关机构：河南理工大学焦作师范高等专科学校北京科技大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金博士科研启动基金河南省高校科技创新团队支持计划更多>>
- 相关领域：建筑科学矿业工程理学交通运输工程更多>>
- 一种用于可靠指标计算的SCE-RI算法
- 2016年
- 为了研究工程中可靠指标计算方法,提出了基于结构可靠度概念和最优化理论中的罚函数法,将结构可靠指标(RI)的求解问题转化成相应的无约束最优化问题,利用SCE算法良好的全局搜索能力,对相应的优化问题进行求解。利用Matlab平台设计了求解结构可靠指标的专用计算程序SCE-RI和MC-RI,并应用于某圆形隧道的可靠指标计算问题。通过与其他方法计算结果的比较表明:SCE-RI算法不仅能够避免功能函数求导运算困难,而且精度和效率都很高;用SCE-RI算法进行结构可靠指标计算是可行的,对其他类似工程有一定的推广应用价值。
- 韩宪军朱昌星王钦亭
- 关键词：罚函数法可靠指标
- 不同围压下砂岩的变形力学特性与损伤机制被引量：14
- 2015年
- 开展不同围压下砂岩的强度、变形和损伤演化研究,对岩体工程的结构设计和稳定性评价具有重要意义。对赵固一矿二1煤层顶板砂岩进行试验获得其力学参数,并采用颗粒流程序获得砂岩细观力学参数,结合编制的fish语言程序进行试验,研究砂岩在不同围压的强度、变形和损伤演化机制,得到如下结论:随着围压增加砂岩的屈服段变长,围压小于40 MPa时峰值强度随围压变化敏感,大于40 MPa时敏感性降低,随着围压增加砂岩由脆性破坏逐步转变为延性破坏;砂岩的扩容经历线性体缩、线性扩容和非线性扩容3个阶段,围压增大线性扩容阶段缩短而非线性扩容阶段增加,扩容指数和扩容起始点轴向应变与围压存在指数变化规律;砂岩的损伤破坏经历损伤弥散分布、聚集成核、形成局部裂隙和主控破裂面形成4个阶段,低围压下砂岩沿单一主控破裂面发生压剪破坏,高围压下主控破裂面呈X型交叉破坏岩体,为X型共轭斜面剪切破坏形式。
- 王云飞王立平焦华喆赵洪波
- 关键词：砂岩不同围压
- 花岗岩脆延破坏过程声发射与损伤特性模拟研究被引量：1
- 2016年
- 为了研究花岗岩脆性和延性破坏过程的声发射特性和损伤演化机制,通过花岗岩单轴试验和颗粒流程序进行了不同围压试验,获得了花岗岩破坏过程中的声发射曲线并再现了内部损伤演化过程。试验结果表明:花岗岩脆延破坏分界围压约为100 MPa;花岗岩脆性破坏时最大声发射强度的滞后效应受围压影响显著,围压越大滞后效应越不明显,延性破坏时最大声发射强度与峰值应力同时出现,滞后效应消失。花岗岩脆性破坏声发射曲线为单峰型,延性破坏声发射为平缓曲线。脆性破坏花岗岩内部严重损伤区少且分布集中,损伤区裂隙发展方向单一,延性破坏内部损伤区多且遍布整个试样,损伤区裂隙主要沿2个相互正交方向发展;花岗岩破裂角随围压增大逐渐减小,由低围压下的破裂面转变为高围压下的破碎带,低围压脆性破坏花岗岩被破裂面切割成数块,高围压下延性破坏呈粉碎性状态。
- 王云飞杨文选焦华喆王立平赵洪波
- 关键词：花岗岩脆性破坏延性破坏声发射
- 双向加载煤岩变形与声发射特性颗粒流研究被引量：7
- 2015年
- 为了明确煤岩双向应力状态下的强度和损伤特性,通过煤岩的单轴试验测得其力学参数,然后利用颗粒流和fish程序结合试验结果获得煤岩细观力学参数,进行了煤岩双向加载下的强度、变形和损伤声发射特征的研究。获得以下主要结论:双向加载煤岩变形破坏过程中,中间主应力对屈服阶段影响最显著,而对峰后软化阶段基本没有影响,这与三向加载下围压对峰后软化阶段的影响不同,从而表明双向加载条件下煤岩峰后基本不存在脆性-延性转化的特征。双向加载下煤岩的体变经历线性体缩、非线性扩容和线性扩容阶段,中间主应力对非线性扩容阶段影响显著,而对其他两个阶段基本没有影响。煤岩损伤破坏过程中,在弹性阶段声发射呈线性增加趋势但增速较小,屈服阶段声发射进入非线性快速增加阶段,在峰值附近增速最快,峰后初期达到最大强度,随后声发射强度急剧减小。声发射最大强度有一定的滞后效应,随着中间主应力的增大,最大声发射强度的滞后效应相对减弱,且随着中间主应力的增大,声发射最大强度持续时间段明显延长。
- 王云飞郑晓娟赵洪波焦华喆
- 关键词：双向加载煤岩声发射
- 花岗岩高应力状态脆延破坏细观力学强度特性被引量：6
- 2017年
- 通过花岗岩的单轴试验、颗粒流程序和编制的fish语言程序获得了细观力学参数,并进行了不同围压下的花岗岩脆性破坏和延性破坏强度试验,分析了4种强度准则对脆延破坏强度的拟合与预测效果,得到如下结论:随着围压增加,屈服阶段增长,峰值强度提高,峰后软化效应减小,花岗岩由脆性破坏逐渐转变为延性破坏,脆延破坏分界围压为100 MPa;对花岗岩脆延破坏强度的整体拟合和预测精度,Mohr-Coulomb准则对脆性破坏强度的拟合误差最大且高估了延性破坏强度,指数强度准则拟合误差居中而低估了延性破坏强度,Hoek-Brown准则拟合精度也居中而预测结果与延性破坏强度相接近,Bieniawski准则拟合误差最小且对延性破坏强度的预测最优;花岗岩的围压影响系数随围压增加呈负指数关系减小,围压影响系数趋于定值的转折围压与花岗岩脆延破坏转化分界点对应围压基本一致,表明花岗岩脆性破坏阶段强度提高受围压影响显著,延性破坏阶段强度的单位围压提高率为定值。
- 王云飞郑晓娟褚怀保赵洪波
- 关键词：花岗岩脆性破坏延性破坏
- 露天转地下开采边坡变形和应力特性研究被引量：6
- 2016年
- 露天矿开采的中晚期阶段,当深部还有可采矿体时,要由露天转为地下开采,在地下矿体的开采过程中,露天边坡的变形破坏特征直接影响地下开采的安全。针对这一问题本文通过三维数值分析,详细分析了地下矿体开采过程中边坡岩体的变形和应力变化。获得以下主要结论:边坡不同标高处的竖向位移变化在-60、-90、-135和-165 m水平的开采过程中,上下盘边坡岩体的变形相对较小,在-210、-255 m水平开采的过程中边坡岩体竖向位移变化较大;地下矿体的开采主要影响上盘边坡岩体,其变形值和变形范围都较下盘岩体大;不同开采水平下,上盘边坡深部岩体随着开采水平的延深,最大主应力的集中程度逐渐增加,影响范围也在加大;而最小主应力在开采水平附近出现明显减小现象。
- 王云飞焦华喆王立平赵洪波
- 关键词：露天转地下边坡应力变化
- 砂岩试验强度与强度准则预测结果对比分析被引量：6
- 2016年
- 对山西大同煤峪口矿巷道砂岩进行了巴西劈裂、单轴和常规三轴试验,分析了其变形和强度特性,以整体平方根误差最小为依据拟合确定了5种强度准则参数,比较各准则的整体拟合效果以及抗拉强度和抗压强度预测值与试验值之间的差异。结果表明:砂岩单轴和低围压下的脆性特征显著,随着围压增大屈服段明显增加,逐渐由脆性向延性转变;对试验数据的整体拟合效果,Mohr-Coulomb准则最不理想,指数强度准则最好,Hoek-Brown准则和Bieniawski准则相接近;对抗拉强度的预测,Mohr-Coulomb准则明显高估了砂岩的抗拉强度,不适合预测抗拉强度,指数强度准则最为理想,Bieniawski准则不能反映岩石抗拉特性;单轴和不同围压下砂岩强度,直线型Mohr-Coulomb准则偏离了大多数试验数据点,特别是高围压下偏离显著结果失真,Hoek-Brown准则和Bieniawski准则预测结果几乎一致,Sheorey准则高围压下预测结果稍有偏高,指数强度准则接近大多数试验数据,预测效果最佳。
- 王云飞郑晓娟焦华喆赵洪波
- 关键词：砂岩抗拉强度抗压强度
- 花岗岩破坏过程能量演化机制与能量屈服准则被引量：9
- 2016年
- 为了明确岩石破坏的能量演化特性,结合单轴实验和颗粒流程序获得花岗岩的细观力学参数,进行不同应力状态的花岗岩实验,研究不同围压下花岗岩破坏过程的能量演化机理并推导能量屈服准则。获得以下主要结论:花岗岩破坏过程中低围压下内部损伤出现较早而高围压较晚,表明低围压花岗岩内部损伤是渐进发展过程,而高围压下内部损伤一旦出现便快速发展破坏;高围压花岗岩峰值前一定应变范围弹性应变能基本保持不变,吸收的能量全部转化为耗散能,表明高围压破坏时花岗岩内部损伤程度严重;弹性应变能经历不断积累并达到弹性储能极限而后减小的变化过程,而弹性储能极限与围压之间存在线性变化规律,因此高围压下岩体开挖卸荷时极易诱发大量弹性应变能的急剧释放,引起围岩失稳甚至发生岩爆;花岗岩峰值破坏时的能量比与围压无关,为一定值;基于能量原理导出了能量屈服准则,该准则包含岩性参数和所有主应力,能够综合反映岩石破坏影响因素。
- 王云飞郑晓娟焦华喆陈峰宾赵洪波
- 关键词：颗粒流程序花岗岩
- 基于三轴蠕变试验砂岩非线性蠕变模型研究被引量：4
- 2015年
- 针对观音堂煤矿2506工作面顶板坚硬砂岩三轴蠕变试验结果,引入能反映蠕变加速阶段的多项式元件,通过其与鲍埃丁模型串联,建立了新的坚硬砂岩非线性黏弹塑性蠕变模型,它能用统一数学表达式描述轴向、横向蠕变全过程。利用砂岩15 MPa围压下轴向分级加载蠕变试验数据,对建立的蠕变模型进行参数反演,获得了该模型蠕变参数。通过对砂岩三轴蠕变试验曲线拟合,验证了本文提出非线性蠕变模型的正确性及合理性。
- 朱昌星黄增慧韩宪军
- 关键词：砂岩蠕变参数反演
- 双向加载煤岩破坏过程能量演化机理及强度准则被引量：1
- 2015年
- 为明确煤岩双向受载强度和破坏过程的能量演化机理,通过单轴试验测定煤岩力学参数,并利用颗粒流与Fish程序相结合获得煤岩的细观力学参数,进而研究双向加载条件下煤岩强度和破坏过程能量演化机理。研究得出:中主应力对煤岩应力-应变屈服段影响显著,对峰后段基本没有影响且应力-应变曲线没有延性特征,表明双向加载下煤岩峰后不具有脆性—延性的转化特性;弹性应变能经历先增大后减小的过程,约在极限应变的1/2处增速最大,峰后弹性应变能以同一速率快速减小;中主应力越大,煤岩耗散能随轴向应变增大的速率加快,但在较大中主应力作用下内部损伤一旦出现便会迅速发展,导致煤岩突发破坏,而较小中主应力作用下煤岩破坏相对缓变;双向加载下煤岩破坏的弹性储能极限不随中主应力发生变化,为一定值,且峰值时弹性应变能与吸收总能量的比值和耗散能与吸收总能量的比值也为定值;基于最大储能极限导出的能量强度准则物理意义明确,能从本质上反映双向加载煤岩破坏的综合因素,能很好地描述煤岩破坏应力之间的关系。
- 王云飞郑晓娟王立平赵洪波
- 关键词：双向加载煤岩
