中国博士后科学基金(2011M501037)
- 作品数：13 被引量：69H指数：6
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- 相关领域：矿业工程交通运输工程建筑科学更多>>
- 用交替法分析卸压巷硐的卸压效果
- 2013年
- 利用交替法原理及解析数学中的复变函数法,计算在卸压巷硐的作用下,巷道周边的环向应力与径向应力的解析表达式。并针对某实例,通过mathematica数值软件,描绘出了卸压前后,巷道周边环向应力与径向应力的卸压效果:径向压力在巷道边缘0.8 m内卸压效果不明显,但是对深部围岩的卸压效果很好。巷道周边的环向应力的卸压量很大,对高环向应力有很好的卸压作用。因此对于周边环向应力较大的巷道,选择开卸压巷硐卸压的方式能取得较好的效果。
- 李琦高召宁孟祥瑞李文敏
- 关键词：复变函数法
- 基于Drucker-Prager准则下的深部软岩巷道粘弹塑性分析被引量：4
- 2013年
- 通过建立深部巷道的力学模型,针对深部软岩巷道的流变问题,利用德鲁克-普拉格强度准则作为岩石塑性屈服条件进行粘弹塑性解析,避免了以往使用库仑强度准则没有考虑中间主应力影响的缺点,用于更全面描述巷道围岩的屈服和塑性破坏.结合粘弹塑性流变模型进行粘弹性区和粘塑性区的应力、位移分析,并且考虑塑性区扩容效应,最终得出结论:粘塑性区的应力解比经典解大,巷道周边位移是一个随时间变化的量,若不及时支护,巷道将破坏.
- 袁林高召宁孟祥瑞
- 关键词：巷道压力软岩粘弹塑性中间主应力
- 复变函数法求工作面周边应力分布
- 2013年
- 为了研究采煤工作面周边应力分布规律,利用应力分布规律准确的指导现场实践,将工作面在倾斜方向看做矩形,应用复变函数保角映射函数,将ζ平面上的矩形小孔,映射为z平面上的单位圆.通过弹性力学的方法,将问题简化矩形单孔问题在无限域内孔周边的应力分布问题.并运用数学软件,将表达式图形化,直观的看出利用力学方法求解得到的工作面周边应力分布情况.为了比较得到的结果,利用FLAC3D数值模拟软件,相同地质条件下的工作面做数值模拟,以便于对力学分析结果进行比较,比较结果证明,力学分析方法得到的解析解与数值模拟结果误差可以接受.
- 李文敏
- 关键词：复变函数弹性力学
- 渗流作用下圆形巷道围岩弹塑性分析被引量：7
- 2013年
- 在假设岩体在无限小的区域内材料属性相同,将岩体划分为若干个塑性区域环的情况下,应用统一强度理论,结合岩石应变软化力学模型与围岩峰后强度和变形演变规律,推导了渗流作用下圆形巷道围岩破裂分区的计算公式,分析了渗流作用下巷道围岩的弹性区、塑性软化区和破裂区的力学性态。结合具体算例,对比分析了渗流作用下和无渗流作用下巷道塑性区范围影响因素,得出支护反力、巷道半径以及采深对渗流作用下的巷道塑性区域影响尤为明显。研究表明,考虑渗流作用使得分析结果更加接近于实际,能显示出巷道围岩变化破坏情况,为地下工程的优化支护设计及安全性评价提供理论依据。
- 孙珍平高召宁孟祥瑞
- 关键词：渗流作用
- 考虑渗流、非轴对称荷载作用的隧道围岩塑性区分析被引量：12
- 2014年
- 文章考虑了渗流体积力,推导了渗流场作用下隧道围岩的应力分布规律和塑性区表达式,并分析了隧道塑性区范围与孔隙水压力、侧压系数,以及岩体强度和初始地应力比值k之间的关系。研究表明:渗流场仅对塑性区范围有影响,对塑性区形状没有影响;随着侧压系数以及岩体强度和初始地应力比值k的不同,渗流对隧道围岩塑性区范围的影响沿不同方向表现出各向异性,且随着侧压系数以及岩体强度和初始地应力比值k的增大各向异性程度逐渐弱化;侧压系数、岩体抗压强度与初始地应力比值k不仅影响塑性区的范围,同时影响着塑性区的形状,当k<1时,侧压系数对隧道塑性区的范围和形状起主要作用;当k>1时,岩体强度对隧道围岩塑性区的范围和形状起主要作用,且随着岩体抗压强度的增大,塑性区范围逐渐减小,在隧道两帮处随侧压系数的减小易出现塑性区。
- 高召宁孟祥瑞王广地
- 关键词：隧道围岩渗流塑性区侧压系数
- 承压水上采煤的流固耦合数值模拟
- 2013年
- 采用某受承压水威胁工作面的具体工程地质资料,利用FLAC3D软件强大的流固耦合功能,建立该带压开采工作面的数值分析模型并进行流固耦合数值模拟.通过数值模拟,分析不同推进长度时煤层底板隔水层内岩体的位移、应力分布规律及含水层承压水在隔水层中的导升高度.数值模拟结合"下三带"理论,判断在承压水作用下,底板内是否存在完整隔水层,以判断工作面在采煤过程中是否会发生突水事故.对承压水上采煤的流耦合数值模拟具有一定的参考作用.
- 李文敏
- 关键词：流固耦合带压开采
- 煤层底板导升突水机理研究被引量：10
- 2013年
- 为了进一步认识底板突水破坏机理,将底板隔水层简化为弹性梁,在考虑承压水作用的情况下,运用材料力学理论计算得出采场隔水层底界面由压缩区向卸压膨胀区过渡的岩体最易发生损伤破坏。在此基础上,运用损伤力学理论分析给出了临界损伤变量Dc。运用断裂力学理论建立断裂力学模型,并给出采场隔水层承压水导升裂纹端部应力集中系数的计算公式。最后,从损伤断裂能量角度对裂纹扩展进行了分析,通过简化参数,建立了形成初始宏观裂纹损伤断裂能量释放率计算公式,并分析了初始裂纹损伤断裂能量释放率与其各影响参数的关系,可为底板突水预测预报研究提供理论依据。
- 张风达孟祥瑞高召宁
- 关键词：弹性梁应力集中底板突水
- 承压水上采煤的流固耦合数值模拟被引量：4
- 2013年
- 结合某受承压水威胁工作面的具体工程地质资料,利用FLAC3D软件强大的流固耦合功能,建立该带压开采工作面的数值分析模型并进行流固耦合数值模拟。通过数值模拟结果,分析不同开挖长度时煤层底板岩层的位移、应力分布规律及含水层承压水在隔水层中的导升高度。结合"下三带"理论,看在承压水作用下,是否存在完整隔水层,以判断工作面在采煤过程中是否会发生突水事故。对承压水上采煤的流固耦合数值模拟具有一定的参考作用。
- 李文敏高召宁孟祥瑞张风达李琦袁林
- 关键词：流固耦合带压开采
- “三软”厚煤层顶底板破坏特征的数值模拟被引量：2
- 2013年
- 淮南矿区"三软"煤层开采条件复杂。在"三软"6 m厚煤层一次采全高过程中,运用计算机FLAC数值模拟软件系统分析了随着工作面推进距离的增加,顶底板的垮落特征。工作面刚开始推进时,顶板的垂直位移范围要比底板大,但是底板的垂直位移最大值要大于顶板的垂直位移最大值。随着工作面的不断推进,顶板的垂直位移最大值逐渐接近并大于底板的垂直位移最大值,当工作面推进30 m时,顶底板的垂直位移相接近。现场生产时,应加强工作面前方煤壁的应力监测监控,防止煤壁大面积片帮,前期还应该注重底板的防治。
- 张凤杰高召宁孟祥瑞
- 关键词：三软煤层数值模拟工作面推进
- 渗流作用下非均匀应力场巷道围岩稳定性分析被引量：9
- 2013年
- 将巷道围岩视为多孔介质,考虑地下水渗流作用的影响,应用弹塑性理论,分析了非均匀应力场圆形巷道围岩的力学性态,推导出了非均匀应力场下圆形巷道弹塑性的解析解,基于Mo-hr-Coulumb强度准则,得出了渗流作用下巷道围岩的塑性区边界线方程,并通过具体实例,对比分析了当λ=0.5时渗流作用对应力场的径向应力与切向应力在巷道两帮和顶底板的分布情况。研究表明,考虑渗流作用,对应力场的影响作用更为显著。
- 孙珍平高召宁孟祥瑞
- 关键词：渗流圆形巷道围岩稳定性
