国家自然科学基金(51374129)
- 作品数：13 被引量：64H指数：5
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- 相关机构：南华大学中国矿业大学中煤科工集团武汉设计研究院有限公司更多>>
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- 相关领域：矿业工程建筑科学天文地球环境科学与工程更多>>
- 不同高径比石膏试样强度与尺寸效应的试验研究被引量：11
- 2016年
- 确定合理的矿柱尺寸及其强度是保障石膏矿安全生产与长期稳定的关键因素。采用RMT-150B岩石力学试验机,对不同高径比石膏试样进行了单轴压缩试验。利用力学试验结果,建立了石膏试样强度与尺寸效应的理论模型及其表达式,采用FLAC^(3D)模拟了不同高跨比石膏矿柱的承载能力。研究结果表明:石膏试样的峰值应力、残余强度、弹性模量随高径比的减小而增大;初始应力和峰值应力所对应的轴向应变和横向应变随高径比的减小而减小;峰值应力后的轴向应变随高径比的减小而急剧减小,而横向应变则与之相反,且高径比越小横向应变越容易产生扩容破坏,呈现出软岩特性;变形模量与高径比之间的关系不明显,不能用其表征石膏试样的变形特性;当矿柱跨度超过4 m时,矿柱能充分发挥其支承能力,有效地支承上覆岩层的围岩压力。
- 贺桂成李玉兰丁德馨
- 关键词：力学特性尺寸效应抗压强度高径比
- 加、卸载条件下花岗岩损伤演化分析（英文）被引量：6
- 2018年
- 在不同围压下进行三轴试验,研究花岗岩在加载和卸载过程中的损伤演化特征。通过分析试样的轴向应力、轴向应变变化表明,在轴向应变较低时,试样卸荷破坏失效与加载条件下的不同。围压越高这种不同越明显。本文提出了一种新的描述脆性岩石割线模量随轴向应力变化的方程。试件的破坏机制表现出2种不同的模式:在纯加载荷下,试样没有明显的剪切断裂,而卸载试样则表现出多个相交的断裂。此外,分析了在加载和卸载条件下,试样在变形过程中的耗散和弹性能的演化规律。此外,根据损伤过程中的能量耗散和割线模量演化来评价2种损伤指数的变化,并观察到2种损伤的演化过程都能很好地区分损伤演化的关键阶段。
- 戴兵赵国彦H.KONIETZKYP.L.P.WASANTHA
- 关键词：花岗岩三轴试验
- 温度对边坡夹层力学性能的影响及破坏机理
- 2019年
- 为研究温度对边坡夹层力学参数的影响,以膨润土和河砂为相似材料,配制了7种不同配合比的夹层试样,采用改装了加热升温控制系统的应变直剪仪,测试含水率为 10%,13%,15%的夹层试样在不同温度时的抗剪强度指标等力学参数,分析其受温度和含水率影响的变化特征及其破坏机理。研究结果表明:在温度相同时,夹层试样的黏聚力和抗剪强度随膨润土含量的减少而减小;膨润土含量较高的夹层试样,其黏聚力和抗剪强度随温度升高呈现出先急剧减小、而后缓慢减小、最后再急剧减小的变化规律,且其关系曲线随含水率的升高而逐渐趋于平缓,最后呈线性下降趋势;温度升高时,夹层试样水合力降低,引起其内部土颗粒之间的微观结构力弱化,导致其黏聚力急剧减小;当温度升高至 50℃以上时,夹层试样内部土颗粒之间克服微观结构力而产生滑移,导致其黏聚力再次急剧减小,此时夹层试样进入临界破坏状态。因此,黏聚力是影响夹层试样破坏状态的关键因素,可将黏聚力再次急剧减小的起始点视为夹层试样破坏的关键点及其评价指标。
- 贺桂成王昭李丰雄朱泽勇章求才张志军
- 关键词：温度抗剪强度含水率
- 干湿交替条件下红土边坡破坏机理试验研究被引量：5
- 2018年
- 为了研究红土边坡在干湿交替条件下的破坏特征及其破坏机理,根据相似理论,建立了与工程边坡相似的模型边坡,采用测试元件,对试验边坡开展了长达一年半的监测,分析其在降雨、非降雨等干湿交替条件下边坡破坏特征及其破坏机理。研究结果表明:在非降雨条件下,试验边坡表面红土层裂缝的产生与其含水率有关,当其含水率低于27.5%时,其表面红土层开始产生裂缝,且裂缝数量和裂缝宽度随含水率的减小经历了缓慢增加、急剧增加和稳定发展的3个阶段;在干湿循环条件下,试验边坡表面红土层的裂缝经历了开裂、愈合、再开裂的循环过程,随降雨次数的增多,裂缝将沿边坡表面向其深部发展,且其宽度和深度也逐渐增加,地表水将沿裂缝深度方向渗流到边坡底部的红土层中,造成红土颗粒泥质化;在干湿交替作用一年半后,地表水将沿试验边坡2条垂直裂缝渗流到边坡底部的土体中,导致其由下往上逐层被软化崩解,最终形成导水通道,诱发边坡大规模滑坡。
- 朱泽勇贺桂成李丰雄王昭
- 关键词：物理模型试验裂缝
- 缓倾斜层状石膏矿开采沉陷相似模拟被引量：3
- 2015年
- 采用相似模拟的实验方法,模拟了衡山石膏矿开采上覆岩层的破断、运移特征及导水裂隙带发育高度和开采沉陷规律,并对其开采沉陷进行了实测。相似模拟结果表明:当矿房跨度大于10m时,采空区上覆岩层开始产生竖向裂隙和层间水平裂隙;随着矿房跨度的增大,直接顶呈悬臂梁结构破断而逐渐逐层垮落,老顶则出现了初次来压和几次周期性来压;当矿房跨度为164m时,地面已整体塌陷,最终垮落带高度和层间水平裂隙发育高度分别为55m和94.5m,为采空区高度的18.3倍和31.5倍;地表沉降的最大值和地面塌陷的影响范围分别为115cm和342m,与其实测结果吻合良好,且两者的相对误差分别为15%和2.3%。
- 贺桂成李玉兰张志军
- 关键词：相似材料模拟开采沉陷岩层移动裂隙带高度
- 干湿循环作用下尾矿砂的强度特性试验研究被引量：1
- 2018年
- 以湖南省某铅锌矿山尾矿库为研究对象,将取回尾矿重塑后进行6次干湿循环过程,并将经历干湿循环后的尾矿进行剪切实验,探讨反复干湿作用对尾矿力学特性的影响.结果表明:经过干湿循环作用后的尾矿,其应力—应变关系曲线发生了不可逆转的变化;通过对应力—应变关系曲线的分析得出,试样的偏应力峰值随着干湿循环次数的递增而变大,但经历过三次干湿循环作用后其数值趋于稳定;同时经历多次干湿循环尾矿的残余偏应力较未经历干湿循环尾矿提高近31.60%,其破坏后承载能力明显增强.
- 汤运昌张志军安鹏飞窦枚琦周航
- 关键词：干湿循环力学特性
- 废石胶结充填体与砂页岩合理匹配研究被引量：19
- 2017年
- 废石胶结充填是实现矿山深部高效无废开采的最佳途径。为此,采用废石、水泥、黄土等集料配制7组不同配比的胶结充填体;利用RMT-150B岩石力学试验机测试其不同龄期的抗压强度;根据测试结果,建立了废石胶结充填体与围岩匹配的损伤理论模型及其能量耗散方程,将其应用于宝山矿西部2~#矿体的工业性试验采场,分析其匹配特性。研究结果表明:废石胶结充填体的损伤系数与其应变呈指数增长;废石胶结充填体的峰值应力损伤值及其应力比能随黄土含量的增加而增大,随水泥含量的增加而减少;废石胶结充填体与砂页岩的匹配系数随矿体埋深增加而增大,随围岩弹性模量增大而减小;采用D组配比的废石胶结充填体充填宝山矿工业性试验采场,在龄期为3 d时,其与砂页岩的匹配系数大于1,与砂页岩是匹配的,是该矿目前最合适的配比。
- 贺桂成刘生龙黄炳香张志军丁德馨
- 关键词：能量耗散
- 含软弱夹层板岩抗剪强度试验及表征方法被引量：6
- 2019年
- 在微机控制岩石剪切试验机上,针对预裂的含薄层黏土充填结构面板岩试件,进行不同法向应力下的结构面直剪试验,发现:结构面直剪试验中,并不是整个结构面都参与抗剪工作,只有部分结构面发挥抗剪作用,而且发挥抗剪作用的有效摩擦面积随法向应力的增大而增大,但是增大速率逐渐减小。基于整个结构面发挥抗剪作用的假设,获得了结构面表观剪应力-剪位移关系曲线,拟合计算了结构面表观抗剪强度指标;同时基于每次直剪试验中结构面部分区域发挥抗剪作用的假设,获得了结构面有效剪应力-剪位移关系曲线,拟合计算了结构面有效抗剪强度指标。对比两者发现:结构面抗剪强度指标中,内摩擦角与发挥抗剪作用面积的选取无关,黏聚力则受发挥抗剪作用面积选取的影响;基于结构面有效摩擦面积计算得到的有效黏聚力,相比表观黏聚力,提高了95%。本文研究成果对于滑坡工程治理方案的评估与选择具有重要的意义和价值。
- 蒲成志贺桂成贺桂成
- 关键词：直剪试验抗剪强度指标板岩
- 不同高径比石膏试样破坏特性及其能量耗散被引量：1
- 2015年
- 采用RMT-150B岩石力学试验机,对七种不同高径比的石膏试样进行了单轴压缩试验,分析其力学特性及其破坏特征.根据单轴压缩力学试验结果,利用能量耗散理论,分析其能量耗散特性.研究结果表明:随轴压应力的增加,石膏试样内部微裂隙先闭合,而后在其尖端产生了新裂隙;新裂隙随轴压应力的增加而逐渐地扩展、贯通、形成破裂面,最终发生剪切滑移破坏;石膏试样的体积应变随轴压应力的增大,经历了先压缩后增加,最后急剧膨胀,表现出明显的非线性变形;石膏试样的峰值应力、弹性模量随高径比的减小而增大;轴向应变和横向应变随高径比的减小而减小;变形模量与高径比之间的关系不明确,不能用其表征石膏试样的变形特性;高径比越大的石膏试样受压后容易发生剪切破坏,破坏时吸收的能量增量越快,属于脆性破坏,而高径比越小的石膏试样则发生压酥破坏,属于塑性破坏.
- 李玉兰梁伟贺桂成张志军
- 关键词：单轴压缩试验
- 铀矿堆浸尾渣胶结充填体强度特性试验及其应用被引量：6
- 2017年
- 采用清水、氨水以及CaO等三种中和剂对铀矿堆浸尾渣进行中和试验,以确定合适的中和剂。将确定的中和剂以及渣浆浓度、灰渣比按一定比例配制成胶结充填体标准试样,采用RMT-150B岩石力学试验机,测试其不同龄期的抗压强度。根据测试结果,选用渣浆浓度为80%、灰渣比为18的胶结充填体对某铀矿工业性试验采场进行了充填,同时还对其进行了应力测试。研究结果表明,CaO是比较理想的中和剂,其耗量为尾渣干重的0.2%;渣浆浓度、灰渣比是影响堆浸尾渣胶结充填体强度的关键因素,其强度与渣浆浓度成正比,与灰渣比成反比;渣浆浓度为80%、灰渣比为18的堆浸尾渣胶结充填体,龄期为7d时,其抗压强度大于2 MPa,塌落度为13mm;选用该配比的堆浸尾渣胶结充填体的试验采场应力测试结果远低于其抗压强度,有效地控制了该矿试验采场深部开采的地压。
- 张征贺桂成张志军
