曾鹏
- 作品数：63 被引量：401H指数：13
- 供职机构：江西理工大学资源与环境工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金博士科研启动基金博士后科研启动基金更多>>
- 相关领域：矿业工程建筑科学机械工程文化科学更多>>
- 循环冲击下弱风化岩石力学特性与渗透率演化被引量：12
- 2021年
- 低渗透弱风化花岗岩型稀土矿床中蕴含大量的中重型稀土,但矿体渗透性严重影响溶浸效率,提出利用爆炸冲击载荷对稀土矿体产生多次扰动,在确保矿体保持稳定性的前提下使内部细观结构发生变化,进而提高矿体渗透性。为探究爆炸冲击载荷多次扰动下弱风化花岗岩的力学特性及渗透系数的变化,利用Hopkinson冲击试验机、RMT-150C液压伺服试验机、核磁共振仪,对试件进行逐级循环冲击实验和冲击后的静态压缩实验,并测量试件的孔隙度与渗透系数。研究结果表明:逐级循环冲击下弱风化花岗岩存在裂隙压密阶段,但不明显;裂纹扩展阶段存在明显的应力松弛平台,且随冲击速度的增加愈加明显;动态峰值应力与临界应变随冲击速度的增加呈递增趋势;冲击后的静力学特性表现为随着冲击次数的增加,裂纹压密阶段持续时间增加,弹性阶段持续时间减少,裂纹起裂应力σ_(ci)、裂纹损伤应力σ_(cd)、单轴抗压峰值强度σ_(f)逐渐下降,临界应变逐渐增大。试件中含有小中大3种孔隙类型,在逐级循环冲击下整体表现为中等孔隙占比增加,小型、大型孔隙占比基本不变,有效孔隙度逐渐增加,第1次冲击后这种变化较为明显。弱风化花岗岩经过3次冲击后,渗透系数达到最大,长期强度下降约13%。
- 刘伟曾鹏闫雷杨砚刘连生
- 关键词：力学特性渗透率
- 复杂采空区群下残矿资源回采数值模拟研究被引量：10
- 2020年
- 针对某矿山采空区倾角变化快、数量多、分布范围广、连通性强等特点,分析了采空区群的稳定性,结合数值计算,研究了复杂空区群下的3种残矿回采方案。研究表明:回采区上部空区不充填、下部空区充填,预留4m原生间柱的回采技术方案,可实现残矿资源安全回采;待残矿回采结束后,可回采原生间柱,同时对回采区与下部空区进行整体充填隔离,达到采空区群的治理和改善空区稳定性的目的,也为后续下部中段的资源开采再造一个利好环境,对今后遇到类似工程问题的矿山具有借鉴意义。
- 刘光清曾鹏曾鹏赵奎卓毓龙钟文钟文
- 关键词：采空区残矿回采数值模拟
- 红砂岩破坏过程声发射震源演化规律及其主频特征被引量：12
- 2022年
- 采用GDS VIS 400 HPTAS三轴流变仪与PCI-2声发射系统,对红砂岩进行了单轴压缩条件下声发射震源定位试验,以矩张量分析方法为主要分析方法,研究了红砂岩破坏过程中剪切型、张拉型与混合型声发射震源空间分布特征与演化规律及其对应的主频特征,提出了基于累计声发射震源数非线性增长特征的起裂应力与损伤应力估测方法,与基于微裂纹非稳定发展阶段震源主频特征的岩石破坏预测方法。研究结果表明:在微孔隙压密阶段声发射震源分布远离试件的轴线,主要分布于试件上、下两端面附近。在弹性至微裂纹稳定发展阶段声发射震源遍布整个试件,并且具有向试件中心发展的趋势。在微裂纹非稳定发展阶段,声发射震源主要集中于试件中上部与中下部。不同类型震源演化规律与加载应力大小有关。当加载应力大于起裂应力但小于损伤应力时,剪切型震源迅速增长;当加载应力大于损伤应力时,张拉型与混合型震源进入相对快速增长期,并且剪切型震源快速增长起始应力与张拉型、混合型震源快速增长起始应力,分别与起裂应力、损伤应力具有良好的对应关系。在红砂岩破坏过程中,剪切型、张拉型与混合型震源的主频范围主要位于0~50,100~150与250~350 kHz。在微裂纹非稳定发展阶段,仅剪切型震源存在200~250 kHz信号,该特征可作为单轴压缩条件下红砂岩破坏的前兆特征。研究结果在一定程度上验证了在岩石破坏过程中不同类型震源具有不同的主频特征,可为基于声发射监测的岩石破坏预测方法研究提供参考。
- 龚囱包涵王文杰钟文许永斌赵奎曾鹏
- 关键词：主频矩张量
- 浸矿开采对离子型稀土基岩力学特性的影响研究被引量：1
- 2022年
- 为研究原地浸矿母液对离子型稀土矿收液底板的侵蚀影响,以离子型稀土矿基岩(半/弱风化花岗岩)为研究对象,开展了室内浸矿模拟试验。对比分析了不同浸矿时间岩样的应力-应变曲线、峰值应力、峰值应变和弹性模量,获取了不同浸矿历时岩样的孔隙度和细观形貌特征,并运用盒维法对岩样的非线性裂纹特征进行了定量化描述。结果表明:浸矿侵蚀作用对离子型稀土矿底板基岩力学性质的影响主要表现在前150d,破坏形式由贯穿破坏转变为贯穿破坏与片状剥落并存;浸矿母液侵蚀作用下,基岩力学特性呈现先大幅减小后大幅回升,其后在小范围波动现象,浸矿约60d对基岩力学特性的影响程度最大;浸矿母液侵蚀造成基岩内小孔隙增长,导致表面出现腐蚀及孔洞现象;浸矿时间不同将造成岩石不同的微观结构变化。
- 钟文朱文韬曾鹏曾鹏曾鹏黄震胡凯建
- 关键词：离子型稀土基岩力学特性微观结构
- 不同降雨条件下稀土尾矿堆入渗与破坏规律试验研究被引量：8
- 2021年
- 为探索离子型稀土尾矿堆的降雨入渗规律及破坏形式,对坡角分别为30°,45°和60°的稀土尾矿堆模型施加3种不同类型降雨,监测坡体内部孔隙的水压力和含水率变化,结合稀土尾矿堆坡面破坏的时空分布特征,研究降雨入渗规律及破坏模式。研究结果表明:在相同坡角、不同降雨类型条件下,稀土尾矿堆破坏模式均从底部开始由浅层破坏逐步演变为坍塌破坏;降雨强度对尾矿堆的破坏影响显著,降雨强度越大,稀土尾矿堆越易发生失稳破坏;坡角越大,降雨入渗速度越快,稀土尾矿堆越不稳定,此时,破坏模式不仅表现为浅层破坏和坍塌破坏,还伴有滑动破坏。
- 钟文欧阳健黄震黄震曾鹏李春生田鑫
- 关键词：降雨入渗破坏模式时空分布特征
- 三点弯曲作用下尾砂胶结充填体蠕变声发射特性试验研究被引量：1
- 2024年
- 为了研究尾砂胶结充填体在三点弯曲作用下的蠕变特性,通过三点弯曲试验测得灰砂比为1∶4、1∶6、1∶8的充填体抗折强度,在此基础上进行了分级加载三点弯曲蠕变声发射试验,研究了不同灰砂比、不同荷载水平下尾砂胶结充填体的三点弯曲蠕变特性和声发射特征。研究结果表明:(1)尾砂胶结充填体三点弯曲蠕变全过程表现为减速、稳态和加速三个蠕变阶段,灰砂比为1∶4和1∶6的充填体在第7级荷载水平步入加速蠕变阶段,灰砂比为1∶8的充填体在第5级荷载水平步入加速蠕变阶段。(2)随着荷载水平的增加,尾砂胶结充填体瞬时蠕变量、蠕变变形量、蠕变速率持续增大,灰砂比越大的充填体蠕变变形能力越弱。(3)随着荷载水平的增加,声发射撞击数、振铃计数、能量数值总体呈先下降后上升趋势,灰砂比为1∶4、1∶6的充填体在第4级荷载水平达到最小值,灰砂比为1∶8的充填体在第3级荷载水平达到最小值。灰砂比越大的充填体,蠕变断裂破坏时所产生的声发射信号越多,声发射能量越大。
- 刘光卓曾鹏赵奎赵奎龚囱钟文
- 关键词：蠕变尾砂胶结充填体声发射
- 考虑裂纹分形维数的平行黏结模型细观参数标定的神经网络模型
- 2025年
- 针对试错法在平行黏结模型细观参数标定过程中存在繁琐耗时,且无法定量评价数值模拟与室内试验的裂纹匹配程度等局限性,统计并分析了近10年平行黏结模型细观参数取值范围,采用盒计数法获取了数值模拟试验、室内试验所得破坏后岩石表面裂纹分形维数。在此基础上,建立了以宏观弹性模量、宏观泊松比、峰值强度和裂纹分形维数等4个参数为输入层,黏结弹性模量、黏结法向与切向刚度比、黏结内聚力、黏结内摩擦角、黏结抗拉强度和摩擦系数等6个细观参数为输出层的神经网络模型,对比分析了考虑与不考虑裂纹分形维数时平行黏结模型细观参数标定效果。研究结果表明:(1)所建立的神经网络模型具有较好的收敛速度、预测精度与泛化性能,测试集输出数据与期望值误差约为3.34%。(2)将裂纹分形维数纳入神经网络模型后,数值模拟所得弹性模量、峰值应力与泊松比等宏观参数与室内试验结果的误差小于3.00%,优于不考虑裂纹分形维数标定结果。(3)该方法可定量保障数值模拟所得裂纹不规则性与室内试验结果的一致性,其在一定程度上可视为对现有神经网络模型细观参数标定结果的修正。研究成果可为提高平行黏结模型细观参数标定效果提供新思路。
- 龚囱戚燕顺缪浩杰肖琦熊良锋曾鹏曾鹏
- 关键词：分形维数颗粒流神经网络
- 基于颗粒流GBM模型的花岗岩声发射相对平静期特征研究被引量：6
- 2021年
- 为了研究不同晶体粒径大小对花岗岩声发射相对平静期的影响,基于颗粒流软件PFC2D构建花岗岩等效晶体模型GBM(Grain-based model,GBM)数值计算模型,通过室内试验结果对细观参数进行标定,模拟花岗岩试件单轴压缩声发射试验。分析了不同晶体粒径大小对试件应力—应变、峰值强度的影响规律,着重分析了试件破坏过程中裂纹、声发射时空演化特征及相对平静期的产生机理。同时,研究了试件声发射相对平静期前后能量变化特征及其与晶体粒径大小的关系。研究结果表明:(1)随着晶体粒径增大,试件的单轴抗压强度增大。试件破坏形式主要呈"X"型剪切和"V"型柱状劈裂。同时不同晶体粒径大小试件的微裂纹均以张拉破坏为主,且首先产生沿晶微裂纹,在声发射相对平静期起始点开始产生穿晶微裂纹。(2)试件在单轴压缩过程中,声发射在应力峰值前均出现不同程度的相对平静期,且在相对平静期前声发射产生的位置为沿晶体边界;在相对平静期起始点之后,将同时产生位于晶体内部和晶体边界的声发射。(3)声发射相对平静期内滑移能和阻尼能的变化量随着晶体粒径的增大逐渐减小。其中,由于在声发射相对平静期内声发射明显减少,岩石内部活动处于相对平静状态,因此释放的动能减少。
- 赵奎刘永光曾鹏曾鹏王金鉴
- 关键词：声发射颗粒流花岗岩
- 单轴压缩条件下花岗岩声学信号频域特征分析被引量：21
- 2020年
- 岩石失稳破坏往往会导致严重的工程问题和地质灾害,为了探讨花岗岩失稳破坏过程的演化机制及前兆特征,进行了单轴压缩声学试验,对花岗岩试件失稳破坏过程伴生的声发射信号及次声信号频域信息演化特征进行了分析。研究结果表明:低于100 kHz频段的声发射事件在花岗岩试件峰值破坏前夕逐渐减少,而高于250 kHz频段的声发射事件在花岗岩试件峰值破坏前夕逐渐增多;花岗岩试件在发生峰值破坏前会经历平均频率质心的“相对上升期”及“相对稳定期”,并且会在“相对稳定期”发生峰值破坏;次声信号主频分布在0.01~20 Hz,其中5~15 Hz频段的次声信号分布最多,占比约为62.5%;峰值应力前相对应力水平大于80%时,第一频段和第三频段的次声信号占比达到最低值,第二频段占比达到最高值;最后,计算了花岗岩变形破坏过程次声信号主频的分形维数,该分形维数在临近峰值应力时下降到最小值。上述峰值应力前声学信号的特征可作为其破坏前兆特征。
- 赵奎杨道学曾鹏曾鹏龚囱王晓军龚囱
- 关键词：主频分形维数
- 单轴压缩下不同含水率红砂岩声发射特性试验研究被引量：5
- 2019年
- 采用高低两种不同频率的声发射通道,对3种不同含水率的红砂岩进行单轴压缩声发射试验,分析了不同含水率下的红砂岩力学特性与声发射特性.试验结果分析表明:随含水率增加,红砂岩峰值应变量呈下降趋势;两种不同的声发射通道中,随着含水率的增加,声发射振铃计数均减少,主要区别在于数量明显不同;同一种声发射通道中,含水率对高频通道中振铃计数率变化规律无明显影响.低频通道中,随着含水率的增加声发射振铃计数出现明显的“滞后”现象.
- 赵奎腾天野曾鹏曾鹏
- 关键词：红砂岩声发射含水率
