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梁鹏: 作品数：27 被引量：199H指数：9; 供职机构：河北省矿业开发与安全技术重点实验室更多>>; 发文基金：国家自然科学基金河北省自然科学基金河北省高等学校科学技术研究指导项目更多>>; 相关领域：矿业工程建筑科学理学医药卫生更多>>

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岩石破裂过程声发射和红外辐射特性及相关性实验研究被引量：24: 2015年; 通过对花岗岩、粉砂岩和煤岩进行单轴加载声发射和红外观测实验,研究岩石破裂过程中声发射和红外辐射特性及二者的相关性。研究结果表明:岩石破裂过程中,声发射和红外辐射具有阶段性的特征,二者的变化规律与力学的阶段性变化有良好的同步性;岩石破裂前,声发射平静期和岩性有关,花岗岩破裂前出现易识别的声发射平静期,粉砂岩和煤岩无明显声发射平静期;岩石从弹性阶段进入塑性阶段,岩石的增温速率降低,应力致热效应降低。提出:以声发射事件率和平均红外辐射温度的空间相关性由连续有规律向离散无规律转变,相关系数在时间上持续降低作为岩石破裂前兆特征。由于实际应用时岩石破裂的复杂性,故可将声发射和红外两种手段相结合,以提高现场岩体稳定性监测的准确性。; 梁鹏张艳博田宝柱刘祥鑫; 关键词：岩石声发射红外辐射

多场前兆信息辨识粉砂岩巷道突水模拟实验研究: 2016年; 采用高速照相机、红外热像仪和声发射系统对巷道掘进面突水过程进行监测,总结加载过程中可见光图像、红外辐射温度以及声发射参数变化规律,寻找粉砂岩巷道突水的前兆信息。研究结果显示,突水发生前,巷道掘进面的渗水面积因渗水量增大而出现扩大情况。随载荷的增加,突水呈现2种模式,即"渐变型"和"突增型"。2种模式的突水发生前均存在多场信息变化的前兆。"渐变型"突水发生前红外最低温曲线呈现"降转升"波动,声发射出现大量低能率事件。"突增型"突水发生前红外最低温曲线为"突升转平静"变化,声发射表现为大量高能率事件。经统计分析,3种监测手段对突水前兆响应顺序为:红外>可见光>声发射。由于巷道突水的复杂性,建议采用多场联合监测方法,为突水监测提供更可靠的预警信息。; 张艳博于光远刘祥鑫田宝柱梁鹏张超; 关键词：粉砂岩突水前兆

软岩巷道掘进突水过程红外时空演化特征研究被引量：2: 2016年; 为了获取软岩巷道掘进工作面突水过程的红外时空演化特征,为实际工程巷道开挖过程中突水事故以及隧道渗漏水的时空预测与遥感监测提供理论基础,研究了粉砂岩双轴加载突水过程的红外辐射特征,从时、空要素综合预测识别突水信息。试验结果表明:1根据突水量的大小,将粉砂岩突水演化过程划分为"渗水→滴水→淋水→涌水"4个阶段;2粉砂岩突水不同阶段红外辐射温度曲线特征各不相同,其中升温速率加快可作为突水量增大的前兆,最低辐射温度出现骤升骤降预示突水的发生;3加载过程中,高温异常区即为渗水的发生位置,也是最终突水位置。渗水前10 s左右,对应渗水部位会出现高温异常,渗水发生后,高温异常转低温异常,且随着水量增大,降温幅度越大。利用红外热像仪,从时空综合预测角度研究突水的识别和监测预报,在一定程度上可以减少实际工程中突水事故带来的损失。; 张艳博刘翠萍梁鹏刘祥鑫田宝柱; 关键词：软岩巷道红外辐射

不同侧压条件下花岗岩巷道岩爆声发射特征实验研究被引量：7: 2016年; 利用双轴伺服控制试验系统开展开挖卸荷扰动作用下花岗岩巷道岩爆模拟实验,采用声发射系统同步采集岩爆孕育及发生过程的声发射数据,研究不同侧压影响下花岗岩巷道岩爆声发射特征。研究结果表明:双轴条件下,轴压与侧压差值越大,开挖引起的卸荷作用越明显,孔洞内出现初次颗粒弹射的时间越提前;随着侧压的升高,岩爆释放的总能量逐渐增加,声发射累积能量进入"陡增"阶段的时间则相对滞后;声发射振铃计数率能够很好地反映岩爆发生阶段孔洞内应力调整过程,随着侧压的增加,振铃计数率在加载后期的波动模式逐渐由"较低水平波动并出现一定数量跳增点"向"较高水平波动并出现一定数量突降点"转化;结合声发射RA值和AF值可知,巷道岩爆过程即产生张拉破裂又产生剪切破裂,随着侧压的增大,岩爆破坏中剪切成分所占比例逐渐增多。研究结果为岩爆的预测和防治提供了实验基础。; 于光远张艳博梁鹏田宝柱刘祥鑫; 关键词：侧压卸荷岩爆声发射

岩石破裂断口微观形貌特征被引量：4: 2015年; 为研究岩石破裂断口微观形貌特征,采用灰度共生矩阵法,通过对干燥和饱水花岗岩、粉砂岩进行单轴加载实验,结合场发射扫描电镜实验进行研究.结果表明:基于灰度共生矩阵的角二阶矩、对比度、相关度、熵4个特征值能够较好地描述岩石破裂断口的微观形貌特征,这为岩石微结构的定量化研究提供了一条新的思路.通过对4个特征值的分析发现,岩石微观裂纹起裂、发展的方向与岩石的受力方向成一定夹角;水对岩石微裂纹扩展方向无较大影响,但水可以促进微裂纹的扩展;干燥岩石微观断口破裂面大,破裂深度较浅,饱水后破裂面变小,破裂深度增加.研究结果对岩石失稳破坏机制获得更为深入的认识,更好地为岩石灾变基础理论研究服务.; 张艳博梁鹏刘祥鑫刘善军田宝柱; 关键词：花岗岩粉砂岩微观形貌

砂岩破裂失稳声发射特征及相关性分析被引量：3: 2014年; 实验采用声发射设备对砂岩单轴受载破裂过程进行监测。实验结果表明:声发射事件率与绝对能量时间序列分析都可反映出砂岩具有压密、弹性、塑性、破裂4个阶段的岩石脆性破坏机制。通过对岩石破裂过程的事件率和绝对能量的皮尔逊积矩相关系数研究,显示岩石破裂时大破裂和小破裂是相互独立的。综合分析表明砂岩大破裂都出现在最大应力出现之后,且也是导致岩石破裂的主要因素。实验结果对由该类岩石破裂引起的矿山地质灾害的长期监测及预报具有指导意义。; 陈宾宾张艳博李健梁鹏; 关键词：砂岩声发射时间序列分析

饱水对花岗岩声发射平静期影响的实验研究被引量：7: 2017年; 通过对干燥和饱水花岗岩进行单轴加载声发射实验和扫描电镜实验,研究饱水对花岗岩破坏前声发射平静期的影响。结果表明:干燥和饱水花岗岩破裂前声发射事件率均出现平静期,干燥花岗岩在峰值载荷的54.89%时进入声发射平静期,饱水花岗岩约为峰值载荷的89.87%;干燥花岗岩平静期内AE事件率小且恒定,AE能率较高,饱水后平静期内AE事件率增大,AE能率减小;干燥花岗岩平静期内声发射波形信号的熵值为1.5~2.5,饱水花岗岩为0.5~1.5;饱水改变了花岗岩的微观破裂模式,这为水是如何影响岩石的声发射特征提供了理论依据。实验结果丰富了对岩石声发射平静期的认识,这对岩石破裂声发射监测中前兆现象的识别具有重要意义。; 张艳博梁鹏刘祥鑫田宝柱; 关键词：饱水花岗岩微观结构

花岗岩破裂过程声发射主频多元前兆信息识别被引量：22: 2017年; 通过开展自然花岗岩单轴压缩声发射实验,获取岩石变形破裂全过程声发射波形信号,基于频谱分析理论,分析花岗岩破裂过程声发射主频演化规律,研究花岗岩变形破裂的主频多元前兆特征。研究结果表明:最高频、最低频、敏感主频出现率和主频变异系数4个参数能够从不同角度反映岩石破裂过程,适合作为岩石失稳预测的主要参数;岩石破裂前,最高频密集出现接近110 k Hz的主频值,最低频由接近0.4 k Hz低频值密集出现的活跃期转入极少接近0.4 k Hz低频值出现的稳定期;35~45 k Hz频段的主频值对此类花岗岩内部裂纹积聚最为敏感,加载后期此频段主频出现率突现大幅度下降并转入平静;主频变异系数在岩石破裂前密集出现较大幅度上升点。经统计分析,4个参数对岩石破裂前兆的响应时间从早到晚依次为最高频、最低频、敏感主频出现率和主频变异系数。不同参数能够从不同角度反映岩石内部裂纹演化过程,鉴于岩石变形破坏的复杂性,建议对各参数进行联合分析,为岩石破裂灾变提供更可靠的预警信息。; 张艳博于光远田宝柱刘祥鑫梁鹏; 关键词：花岗岩声发射主频

基于红外辐射时空演化的巷道岩爆实时预警方法实验研究被引量：12: 2018年; 开展花岗岩巷道岩爆模拟实验,利用红外热像仪监测巷道岩爆全过程。分析岩爆过程中红外热像空间演化过程,引入统计学中方差理论,定量刻画岩爆过程温度场的时序演化特征。在此基础上,采用有限差分法,实时获取红外热像温度场分异速率,应用区间估计理论提取岩爆预警特征信号,建立岩爆实时预警方法。研究结果表明,岩爆过程和红外辐射时空演化存在对应关系:岩爆孕育阶段,红外温度场全局低温,无分异现象;颗粒弹射期,温度场开始出现高温集中,高、低温区域点状交替分布,温度场开始出现分异;片状剥离伴随颗粒混合弹射期,片状高温区域出现,随后高温区域短暂降温、扩散,分异程度急速上升后短暂下降;岩爆发生时,温度场内高温区域消失,分异程度骤降。基于温度场时序演化特征的量化研究,采用有限差分法实时获取温度场分异速率,将温度场稳定分异阶段分异速率数学期望置信度为0.99的置信区间上、下限设定为阈值,进行岩爆预警特征信号提取,将岩爆预警特征信号的第1次出现作为预警系统触发信号,建立基于红外时空演化的实时预警方法,为矿山灾害预警系统的建立提供理论指导。; 张艳博张艳博姚旭龙杨震田宝柱姚旭龙; 关键词：岩爆红外辐射

单轴压缩煤岩裂纹开裂扩展演化特性实验研究被引量：1: 2015年; 通过对煤岩进行单轴压缩实验,借助声发射和数字图像处理技术,对单轴压缩条件下煤岩的裂纹开裂扩展特性进行系统研究。研究结果表明:煤岩破裂过程中裂纹扩展具有阶段性的特征,其演化特征和载荷、声发射的阶段性变化有良好的同步性;煤岩破裂过程中裂纹由内向外扩展,峰值应力前,内部损伤累积到一定程度,岩石内部裂纹萌生,并逐步向岩石表面扩展;煤岩最终破坏时出现的多条宏观裂纹在变形过程中开裂扩展趋势基本一致,裂纹形状相似;煤岩微观破裂与宏观断裂之间存在一定的联系,在煤岩处于相对稳定状态时,主要产生以剪切破坏为主的裂纹,在煤岩产生小尺度破坏和宏观可见破裂时,主要产生以张拉破坏为主的裂纹。实验结果揭示了煤岩变形破坏规律,对于煤岩破裂机制研究具有一定的理论意义。; 梁鹏张艳博田宝柱刘祥鑫; 关键词：单轴压缩煤岩

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