赵增辉
- 作品数：8 被引量：66H指数：6
- 供职机构：山东科技大学矿业与安全工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家教育部博士点基金山东省优秀中青年科学家科研奖励基金更多>>
- 相关领域：矿业工程建筑科学理学一般工业技术更多>>
- 不同强弱组合下岩-煤-岩串联模型的破坏特征(英文)被引量：13
- 2014年
- 针对不同强度煤、岩单元建立4种不同强弱组合的岩-煤-岩三元体串联模型。通过对强-弱交界面的应力状态分析,建立交界面附近区域强、弱体的三轴压缩强度;基于三维快速朗格朗日元法,强、弱体均采用Coulomb-Mohr剪切破坏和拉伸破坏的复合应变软化模型,数值模拟4种不同组合三元体模型在不同围压下的应力-应变曲线特征,分析不同组合的剪切破坏带及塑性破坏区随围压的变化趋势。结果表明:强-弱组合体交界面的层间约束作用会派生出附加应力,导致交界面附近区域强体强度变弱,弱体强度增强;弱胶结软岩体和煤体在单轴压缩下呈现拉剪破坏,表现出明显的应变软化行为,随着围压的增大,拉伸破坏消失,向整体剪切破坏发展,但不同组合下的破坏带数目及破坏区域不同。该研究对地震、岩爆、矿山冲击地压等灾害机理研究具有重要指导意义。
- 赵增辉王渭明代春泉严纪兴
- 关键词：剪切带
- 不同强度准则下软岩巷道底板破坏安全性比较分析被引量：10
- 2012年
- 长期以来,对地下硐室的稳定性评价一直缺乏一个合理的评判标准,传统有限元法无法计算出硐室的安全系数,仅凭应力、位移和塑性区大小很难确定硐室的安全度。为解决这一难题,吸收极限分析有限元方法的优点,开展基于强度折减技术的软岩巷道底板的安全系数求解。极限分析本质上是强度问题,强度准则的选取对求解结果影响很大,为此探讨不同强度准则参数之间的关系和经典D-P准则与扩展D-P准则之间的剪切安全系数的转换。考虑巷道底臌是由于两帮岩体产生压模效应而造成底板岩体出现的整体剪切破坏,通过不断折减岩体的抗剪强度参数,以底板特征点位移突变为破坏判据,求解底板的稳定安全系数及潜在破裂面,并比较不同强度准则下的求解结果。结果表明,安全系数的理论转换公式具有较高的计算精度;不同强度准则求解的安全系数关系为DP1准则>M-C准则>扩展D-P准则>DP4准则>DP2准则>DPM-C准则>DP3准则,即DP1准则是偏不安全的,其中DP2,DPM-C,DP3准则求解结果吻合较好;网格密度及剪胀角的选取对结果收敛影响很大。
- 王渭明赵增辉王磊
- 关键词：有限元强度折减破裂面
- 厚软岩层巷道全断面锚固量化分析模型被引量：4
- 2016年
- 考虑围岩应力释放,采用叠加原理将厚软岩层巷道全断面锚固模型分解为锚固前的初始状态模型和锚固后的增量模型2种子模型。基于无锚杆时模型的拉梅解和锚杆影响区模型对2种子模型下围岩的力学量进行了解析,叠加后得到了原模型下锚固围岩的力学解。解析结果表明,锚固区围岩的径向应力大幅度提高,有利于形成承载拱,但切向应力变化不大,在非锚固区,围岩的应力解与无锚杆时的拉梅解相同,锚固后巷道位移明显的减少,尤以锚固区位移变化最显著。基于以上特点,利用锚固前后锚固区内围岩应力、位移的相对变化量定义了锚固效应的3个量化指标,并进一步讨论了围岩弹性模量和锚杆预应力的影响,结果表明锚固对软弱围岩的力学量改变比对硬岩更加显著。最后针对锚固对围岩塑性区的控制作用,建立了支护参数和围岩弹塑性状态的函数关系,并分析了不同强度围岩处于弹性状态的临界支护参数。
- 赵增辉王渭明谭云亮王立华
- 关键词：压力拱
- 弱胶结软岩地层煤巷稳定性的参数影响度及其破坏特征被引量：6
- 2014年
- 西部矿区弱胶结软岩地层煤巷的稳定性是目前施工过程中亟待解决的问题。煤巷失稳是岩体-煤体-岩体组合结构的整体力学行为,为此,建立了顶底软岩夹持下煤层开挖巷道的计算模型。选取各层岩体及煤体的强度、刚度、厚度参数以及埋深为影响因素,巷道顶底及两帮位移量为评价指标,设计了混合水平的正交数值试验。通过定义量化指数κ,以不同检验水平下的F统计量为标准,对各因素的影响显著程度进行了五个水平的量化分级,即:高度显著、显著、较显著、有影响和无影响。分析结果表明,在埋深一定时,煤层的刚度参数对巷道变形具有显著影响;在不同的因素水平组合下,围岩呈现顶板拉剪、底板拉剪、煤层拉剪等多种破坏形式,对进一步分析煤巷失稳破坏机理及巷道维护具有重要的参考价值。
- 赵增辉王谓明严纪兴
- 关键词：软岩地层破坏特征
- 弱胶结泥质软岩的三向压缩损伤特性被引量：6
- 2014年
- 针对西部矿区弱胶结软岩在复杂应力状态下的损伤行为,采用三轴压缩试验和等效应变原理,得到泥岩在三轴压缩下损伤变量的演化规律.基于weibull分布,引入修正系数λ建立可考虑泥岩残余阶段变形的统计损伤本构模型.结果分析表明:在三轴压缩下损伤变量呈先减小后增大的变化趋势,损伤演化过程没有水平段,表明受压时泥岩没有实际意义上的线弹性阶段;损伤变量减增变化的转折点恰好为全应力-应变曲线的屈服点和残余阶段起始点,说明该类泥岩的破坏起始于屈服点;当围压<3MPa时,损伤起始点随围压增大而后移,当围压>3MPa时,损伤初始点有前移的趋势,高围压下泥岩的峰前塑性提高,产生整体塑性剪切破坏;本构模型能够较准确地描述泥岩破坏的三阶段.
- 赵增辉王渭明高鑫严纪兴
- 关键词：泥质软岩统计损伤本构模型
- 考虑刚度和强度劣化时弱胶结软岩巷道围岩的弹塑性损伤分析被引量：24
- 2013年
- 岩体内部微裂纹的存在及其扩展,会导致岩体产生刚度和强度劣化,使巷道围岩松动范围扩大。通过定义刚度劣化系数和强度劣化系数,考虑弱胶结软岩峰后应变软化和塑性扩容特性,采用损伤理论和三直线应变软化模型,建立了弱胶结软岩巷道围岩弹塑性流动损伤模型,推导了非均匀应力场下围岩分别产生弹性损伤区、塑性软化损伤区和塑性流动损伤区时的应力、位移解析解;探讨了鲁新煤矿弱胶结砂质泥岩巷道的原岩应力水平、刚度劣化、扩容梯度等对围岩的损伤演化及位移场、塑性圈的影响规律。结果表明,剪胀效应对围岩塑性圈的大小及应力响应影响不大,但对塑性区的损伤速度及位移影响很大;原岩应力水平对巷道塑性圈的分布具有显著影响;刚度和强度劣化系数的增大会加快围岩的劣化速度。这些因素在围岩稳定性分析及巷道支护设计中均应引起足够重视。
- 王渭明赵增辉王磊
- 关键词：巷道围岩强度劣化
- 黄河冲积地层深基坑支护优化及应用研究被引量：7
- 2016年
- 黄河冲积地层的土体软弱、稳定性差、基坑支护困难,施工风险高,极易诱发恶性工程事故。本文以济南省会文化艺术中心大厦深基坑为工程背景,采用现场监测数据分析、统计建模和FLAC3D数值模拟相结合的方法进行模型优化和辩识参数。以支护桩体水平位移为基坑变形稳定性评价指标,讨论了支护桩插入比、支护桩刚度、锚索预应力等因素对该指标的影响,进而提出了适合于济南市冲积层深基坑支护的合理参数。确保了济南省会文化艺术中心大厦深基坑施工的安全、优质;为同类地层深基坑支护提供了支护设计经验和参考。
- 王渭明严纪兴赵增辉
- 关键词：深基坑影响因素支护优化
- 考虑拉压不同模量采空区顶板岩梁的损伤分析
- 2014年
- 考虑拉、压弹性模量不等以及水平应力作用,引入Norton非线性应力应变关系及Kachanov损伤演化规律,建立了采空区顶板的蠕变损伤模型。定义弹性模量比例系数α及水平应力系数kx表征弹性模量和轴向压力对蠕变损伤的影响,给定特定参数分析了断裂孕育时间、有效应力、有效高度、损伤因子等随α,kx和材料参数m的变化规律。结果表明:随着α的增大,顶板中的拉应力降低,断裂孕育阶段延长,断裂前缘扩展速率减慢,并且拉应力区高度减小;水平应力减少了顶板横截面上的最大拉应力,延缓了顶板的宏观开裂时间,使顶板的破坏区变小,岩体拉压弹性模量的差异及硐室水平应力的作用对顶板的损伤特性影响很大,不可忽略。所得结论为有效抑制顶板岩梁的裂纹扩展,维护巷道顶板稳定提供了理论依据。
- 王渭明赵增辉王磊
- 关键词：巷道顶板水平应力
