国家自然科学基金(51274109)
- 作品数：40 被引量：201H指数：7
- 相关作者：张树光刘文博杨伟孙闯王有涛更多>>
- 相关机构：辽宁工程技术大学桂林理工大学中国科学院武汉岩土力学研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技重大专项广西壮族自治区自然科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学矿业工程环境科学与工程动力工程及工程热物理更多>>
- 物性参数对封闭腔体自然对流数值模拟的影响被引量：2
- 2013年
- 采用两种不同的物性参数处理方法对不同温差下的封闭方腔内自然对流进行数值计算,研究瑞利数Ra从103～106之间时,封闭方腔内空气的流动换热规律,将所得到的数值模拟结果与研究文献做了对比分析,验证了其方法的准确性,同时对比分析了利用多项式考虑气体物性参数随温度变化情况下的数值模拟结果.计算结果表明,在所计算的问题中,小温差下把热物性参数设置为常数可以一定程度上减小计算量,加快计算收敛速度,但在大温差下,物性参数设置为常数计算将造成计算结果相对误差较大.
- 杨伟常建国吕亚飞孙跃
- 关键词：自然对流封闭方腔物性参数多项式
- 大断面隧道软弱围岩-支护系统稳定性分析被引量：5
- 2015年
- 采用室内试验研究手段获得隧道围岩力学特性,以Mohr-Coulomb弹塑性模型及应变软化模型为基础,采用FLAC3D数值模拟软件,构建三维数值模型,计算深埋隧道围岩特征曲线及纵剖面变形曲线,并对隧道围岩及支护结构安全性进行评价。结果表明:采用弹塑性模型计算所得的隧道围岩安全系数低于应变软化模型所得的安全系数,表明采用弹塑性模型进行支护结构设计时,支护结构安全性较低,设计中可能会增加支护材料费用,而考虑应变软化条件下的围岩安全系数更加接近于工程实际;采用极限应变值或支护结构极限承载压力所获得的围岩—支护系统安全系数较为接近,说明两种方法的差异较小,均可用于隧道围岩支护结构优化设计,采用收敛—约束法计算隧道安全稳定性更加直观,对工程实际具有一定指导作用。
- 孙闯惠心敏喃贾宝新张涛
- 关键词：隧道围岩安全系数
- 采动应力作用煤巷泥质复合顶板稳定性分析被引量：1
- 2013年
- 为研究采动应力作用软岩煤巷泥质复合顶板稳定态势,以高家梁矿20307工作面皮带煤巷为例,通过岩体微观结构特性分析和钻孔窥视仪对煤巷松动圈探测,确定泥质顶板煤巷为应力扩容膨胀型复合地质软岩,变形破坏力学机制为复合型ⅠABⅡBDⅢDA机制,提出锚网索带注的耦合支护对策机制,利用FLAC3D对采用耦合支护对策后泥质复合顶板稳定性进行数值分析,采用现场监测煤巷变形的方法并将两者结果作对比分析。结果表明,软岩煤巷泥质复合顶板稳定性得到有效控制,验证了应力扩容膨胀复合型破坏机理的正确性和耦合支护对策的有效性,为相似地质条件软岩煤巷支护提供参考。
- 张树光宇晓龙李广华
- 关键词：煤巷耦合支护稳定性分析
- 煤矿带式输送机在线实时监测系统设计被引量：4
- 2016年
- 基于PLC技术,采用模糊数学控制理论和PORTID控制理论相结合的计算方法设计了带式输送机实时监控系统,实现了带式输送机的远程监测,同时采集系统能够对其运行数据进行不间断地采集,保证了驱动设备的正常稳定运转。
- 薛小兰李美烨
- 关键词：采矿工程带式输送机监测系统PLC技术
- 基于Hoek-Brown强度准则的应变软化模型在隧道工程中的应用被引量：25
- 2013年
- 基于Hoek-Brown强度准则及量化GSI围岩评级系统,分析岩体强度弱化行为,总结出确定岩体峰值及峰后强度参数的方法,提出应变软化模型的简化计算方法,并以FLAC3D数值模拟软件为工具,采用收敛-约束法对深埋大断面隧道支护结构及围岩稳定性进行分析,计算出支护结构安全系数。通过分析得出:随着围岩应力释放,岩体软化参数随之减小,岩体强度弱化行为突出;高地质强度GSI指标(GSI=75)的岩体虽然强度弱化程度较大,但围岩的变形量仍然较小,而低GSI指标(GSI=25)的岩体表现出了理想弹塑性行为;提出的简化Hoek-Brown应变软化模型适合应用于隧道中岩质相近区段围岩的研究;采用收敛-约束法对隧道支护结构的稳定性进行分析,可为隧道工程的初期支护优化设计及安全性评价提供参考。
- 孙闯张向东刘家顺
- 关键词：HOEK-BROWN强度准则地质强度指标收敛-约束法
- GSI围岩评级系统下围岩新型统计损伤模型被引量：1
- 2020年
- 为了得到受采动干扰、具有一定结构面的巷道围岩的变形破坏机理,采用GSI围岩评级系统对Hoek-Brown准则进行修正来描述岩石微元的强度,通过组成岩石力学性能参数变量的随机性与复杂性,假设岩石材料的力学性能满足对数分布,结合统计损伤力学理论和有效应力原理,建立不同围压作用下的岩石新型统计损伤模型,对岩石的损伤演化规律和应力应变关系进行研究。结果表明:通过GSI围岩评级系统改进后的破坏准则与试验数据有更好的一致性、更加符合实际;不同种类岩石在不同围压作用下的模型曲线与试验数据拟合程度较高,也说明该本构模型的合理性与正确性;不同围压作用下岩石的损伤演化规律基本呈现S形变化,可以与围岩应力应变曲线各阶段的破坏变形进行较好地对应与划分,且描述岩石的损伤演化规律与实际围岩的破坏过程基本一致,对实际工程具有指导意义。
- 张树光刘文博
- 关键词：有效应力损伤演化规律
- 煤层厚度对煤岩体内热-流耦合传热的影响被引量：2
- 2016年
- 根据现场煤层厚度的多样性,构建关于煤体、岩体及煤岩体（煤岩高度比为1∶2,1∶1,2∶1）的热-流耦合传热的数学模型;考虑测得孔隙度、颗粒直径、阻力影响及温度加载方式,引入局部热平衡假设和Brinkman-Darcy-Forchheimer建立守恒方程组,进行数值求解,将计算结果与实验进行对比。研究表明：煤岩体中央处对流作用最弱,近壁面处流体对流作用最强,流体经过煤岩接触面处速度发生突变;随煤岩体中煤层增厚,流函数最大值｜ψ｜max减小,对流换热能力减弱;在传热过程中,流场与温度场的规律相对应,随瑞利数Ra增大,Nu呈指数增加趋势。通过验证,地温与暴露立侧面风流温差在1030℃时,该模拟能很好的预测煤层厚度对热流耦合传热规律产生的影响。为有效预防煤层自燃、岩体损伤力学分析及煤矿能源合理露采等提供科学依据。
- 杨伟曹明赵柄翔张美琳
- 关键词：煤层厚度多孔介质煤岩体
- 孔隙率阶梯分布多孔介质内传热及流动性被引量：2
- 2016年
- 为研究孔隙率阶梯分布多孔介质内传热及流动,采用局部热平衡假设,考虑流体密度随温度变化,引入Brinkman-Forchheimer的扩展Darcy模型进行修正,建立水平方向孔隙率阶梯分布多孔介质自然对流数值模型,采用有限体积法进行计算.对数值模型进行实验验证,分析出孔隙率阶梯分布对传热及流动的影响.综合数值计算和实验结论表明:相同温差条件下,大孔隙率侧为高温壁面时对流传热达到稳态的时间比小孔隙率侧为高温壁面时要短;流体速度场分布主要受孔隙率分布影响,最大流速随温差和Ra增大而增大,且最大流速出现在大孔隙率靠近壁面处,与是否靠近高、低温壁面无关;高温壁面平均努谢尔数u随着Ra增大而增大,当lgRa>4时,Ra的增加对u的变化影响较小.
- 杨伟赵柄翔曹明张树光
- 关键词：多孔介质自然对流传热
- 基于加速蠕变改进的巷道围岩蠕变模型被引量：3
- 2019年
- 为了研究流固耦合在岩石蠕变过程中的作用机制,利用MTS815. 02岩石力学试验系统,对巷道围岩(砂岩)开展蠕变试验,研究岩石在蠕变过程中的变形破坏特性,基于加速蠕变改进的蠕变模型来描述蠕变过程,采用最小二乘法识别蠕变参数,分析蠕变参数随应力和时间的变化过程;将自定义蠕变方程嵌入ANSYS有限元软件,数值模拟了饱和砂岩试样的流固耦合蠕变全过程。结果表明:该蠕变模型可以较好地描述岩石蠕变全过程;数值模拟结果与试验结果吻合,验证了该蠕变模型和蠕变参数随时间变化规律的正确性和合理性,可为深部工程的隧道围岩加固、灾害防治和支护设计提供依据。
- 刘文博张树光林晓楠林晓楠李若木
- 关键词：流固耦合变参数数值模拟
- 大跨径公路交叉隧道施工安全性研究被引量：7
- 2015年
- 为研究大跨径近接隧道交叉段施工安全性,基于围岩评级系统和地质探测方法,确定围岩力学参数,将量化指标参数转化为Hoek-Brown强度参数。采用FLAC3D软件计算下行隧道不同开挖方式对上行隧道的影响,并监测下行隧道围岩及上行隧道路面的变形特性。研究表明:采用围岩评级系统和地质预报相结合的方法获得的围岩地质参数,计算结果与现场实测结果吻合;通过对上行隧道公路路面沉降和下行隧道拱顶下沉、围岩压力的监测可知,采用7步开挖方法能够保证交叉隧道围岩的稳定性,监测数据均未超过支护结构的极限承载范围。
- 孙闯贾宝新张涛
- 关键词：交叉隧道围岩
