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锚固体应力分布演化规律及其影响因素研究被引量：24: 2013年; 通过室内试验与细观颗粒流模拟相结合的方法,研究了锚固段应力分布演化规律及其影响因素。锚固体的拉拔破坏过程可以分为3个阶段:黏弹阶段、黏脱阶段和破坏阶段。在黏弹阶段,剪应力呈先增后减的分布形式,峰值点靠近拉拔端孔口处;在黏脱阶段,拉拔端处的界面黏结首先失效,并向内部扩展,在此阶段,剪应力的峰值点随之向锚固段内部移动。锚杆和锚固剂弹性模量影响锚杆轴力和界面剪应力的分布形式,锚杆弹性模量越大,锚固剂弹性模量越小,剪应力在锚固段拉拔端的集中程度越小。; 尹延春赵同彬谭云亮张泽; 关键词：应力分布拉拔试验颗粒流模拟弹性模量

考虑损伤效应深部锚固巷道蠕变破坏模拟分析被引量：7: 2014年; 首先通过深部泥岩数字散斑蠕变试验,发现分级加载第Ⅰ阶段泥岩试件表面变形集中现象明显,表明该岩体在较低应力水平开始出现损伤,并随着载荷级别增加,逐渐演化为一条剪切破裂带,直至整个试件发生破坏;然后引入损伤变量Dt,建立考虑损伤效应的加锚岩体非线性BKS蠕变损伤模型,采用FISH函数编制程序实现其在FLAC3D中的开发;最后采用BKS蠕变损伤模型对口孜东矿锚固围岩支护控制进行数值模拟。结果表明:深部岩体的损伤特性增大了蠕变破坏区范围,且在锚固范围外仍出现蠕变破坏,深部围岩内部非连续性破裂现象明显。同时将模拟结果与现场钻孔探测结果进行对比分析,证实了数值模拟研究中考虑损伤效应更能客观地反映深部岩体的蠕变破坏特征,对深部巷道破坏机理研究有指导意义。; 赵同彬张玉宝谭云亮刘姗姗尹延春; 关键词：深部岩体蠕变破坏数字散斑

冲击地压现场监测方法分析与选择原则被引量：8: 2014年; 冲击地压现场监测有许多种方法,如何根据不同矿井及煤层特点选择合适的现场监测方法与仪器设备,是工程实际中的难题之一。在大量调研的基础上,对各种监测方法的原理、仪器设备、优缺点及适用条件进行对比分析,按冲击危险区域类别(点域、局域、区域)将各种现场监测方法进行分类,给出了不同监测方法选择的依据;同时分析多种方法联合监测、综合分析的必要性,给出不同条件下合理组合的建议,并通过对不同特点冲击矿井的综合监测方法的应用效果进行了验证。最后,提出了综合监测时不同监测方法所监测结果的处理建议。; 王同旭刘文杰刘钒闫相宏; 关键词：冲击地压监测方法

加锚岩体流变特性及锚固控制机制分析被引量：20: 2012年; 通过室内蠕变试验和理论分析,对加锚改善岩石流变力学特性进行了研究,并探讨了锚固控制岩石流变的力学机制。采用RLJW-2000型流变试验机,对红砂岩及其加锚试件进行分级加载(100 h以上)单轴压缩试验,结果表明,加锚后岩石的流变应力阀值提高了20%～30%c,且不同应力水平流变量均能得到一定控制,加锚使试件的长期强度增加了5%～10%c。此外,基于整体协调变形原理,建立了加锚体流变本构方程,推导出了一维B-K模型解答,算例分析表明,锚杆密度越大,对岩石流变控制效果越好,得出锚杆等效刚度是约束岩石流变的主导因素,但从技术经济角度考虑,锚杆支护密度与岩石流变参数之间存在一个合理的匹配区间。研究结果对长期使用的岩体工程锚固支护设计提供了理论依据。; 赵同彬谭云亮刘姗姗肖亚勋; 关键词：流变特性本构模型

大倾角俯斜开采综放运输和回风巷超前支护技术被引量：1: 2014年; 以葛亭矿2325大倾角伪倾斜综放工作面为例,针对俯斜开采运输和回风巷（简称两巷）的受力与变形特点,采用围岩结构探测、数值模拟和理论分析方法,对大倾角两巷在综放面回采期间可能出现的破坏方式与破坏范围、超前支护强度与迎山角度等进行了研究.探测结果表明,两巷上部118 m及下部42 m为稳定性较差的弱顶板结构区域,而中间42 m为较完整顶板结构区域,顶煤厚度平均为4m、破碎直接顶范围为0～4m.数值模拟结果表明,大角度两巷顶底板均存在较大的倾斜位移,存在沿倾斜滑移的可能性;煤壁前方30 ～ 40 m范围内两巷顶板为重点支护区域,而前方3～5 m为底板重点支护范围.根据探测及模拟结果,估算了回采期间两巷顶板载荷及原有顶板支护残余强度,由此给出了超前支护强度及单体支护密度;按力平衡原则及抵消顶底板倾斜位移差等两种方法,估算了超前支护合理迎山角度.按照上述设计参数进行了现场应用试验,取得较好效果,验证了本方法的科学性及可行性.; 李来源马文强王同旭王建昌; 关键词：大倾角巷道

黏弹塑性BK-MC锚固模型二次开发及工程应用被引量：8: 2014年; 黏弹性Bolt-Kelvin(简称B-K)锚固模型具有较高的计算效率,但由于无法描述岩体进入塑性阶段的力学行为特性,使得该流变模型的采矿工程应用范围受到一定的限制,为此引入修正Mohr-Coulomb(简称M-C)屈服准则对B-K锚固流变模型进行改进。首先推导了黏弹塑性BK-MC锚固模型的有限差分增量迭代计算格式;然后基于FLAC3D中UDM接口程序,采用VC++语言编写了相应的计算流程,使用Microsoft Visual Studio 2010编译态链接库DLL进行加载和调用;最后通过单轴压缩试验对开发BK-MC模型进行了数值模拟验证,并应用于口孜东矿深部巷道围岩稳定性预测分析中。结果表明,模拟计算得到的巷道表面位移演化过程与现场实测结果的规律性更趋于一致,进一步验证了新模型的正确性和适用性。研究采矿工程的流变问题时,考虑岩体进入塑性阶段的力学行为特性十分必要。; 赵同彬姜耀东张玉宝刘姗姗; 关键词：锚固岩体

基于Z-P准则的煤巷围岩稳定性数值模拟研究被引量：2: 2014年; 通过FLAC3D所提供的二次开发程序接口,利用VC++6.0程序语言编写了Z-P准则的计算程序,成功实现Z-P准则的FLAC3D二次开发。采用开发的Z-P准则和FLAC3D内置的M-C准则对木城涧煤矿二槽煤层锚固支护巷道进行数值模拟,并对巷道围岩的塑性破坏区、位移及应力分布规律进行对比分析。结果表明:Z-P准则计算的塑性破坏区、位移比M-C准则的计算结果偏小,应力比M-C准则偏大,但应力集中现象相对不明显,总体分布规律基本一致。将模拟结果与现场钻孔探测数据进行对比可知,Z-P准则计算的结果更接近现场实际。; 张玉宝赵同彬谭云亮黄娜; 关键词：煤巷围岩数值模拟

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山东省优秀中青年科学家科研奖励基金(BS2011NJ014)