蒋玄苇
- 作品数：6 被引量：55H指数：6
- 供职机构：中国科学院武汉岩土力学研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：矿业工程建筑科学理学更多>>
- 天然与饱水状态下石膏岩蠕变试验研究被引量：8
- 2017年
- 石膏岩的饱水软化蠕变特性是影响石膏矿采空区安全评价的重要因素。以荆门石膏矿岩为研究对象,开展天然与饱水状态下的单试样逐级增量加载试验,分析了饱水软化作用下石膏岩的蠕变特性,选取西原模型描述石膏岩的本构关系。分析结果可得,饱水试样总蠕变量大于天然试样;饱水试样蠕变破坏强度(11 MPa)是天然试样蠕变破坏强度(21.5 MPa)的0.54倍,长期强度(10 MPa)是天然试样长期强度(19.5 MPa)的0.49倍。利用西原模型对蠕变曲线进行拟合并分析拟合参数可知,饱水试样参数E_1是天然试样的0.1~0.5倍,η_1是天然试样的0.2~0.7倍,E_2是天然试样的2~10倍。以上结论均表明饱水试样的蠕变特性更加明显。分析讨论饱水软化作用对石膏岩蠕变特性影响机制可知,荆门石膏岩软化作用主要由物理软化作用及化学软化作用耦合而成,物理软化作用主要为静水作用下的孔压效应,化学软化作用主要为石膏岩的重结晶作用。试验分析结果可为石膏矿采空区安全评价提供依据,具有重要的工程实际意义。
- 刘秀敏蒋玄苇陈从新夏开宗周意超周意超
- 关键词：蠕变饱水
- 程潮铁矿西区不同采矿水平下的岩体变形规律分析被引量：15
- 2016年
- 金属矿山不同采矿水平下的岩体变形规律分析,能为矿山地表移动沉陷范围的圈定及安全生产决策提供依据。以湖北鄂州程潮铁矿西区为例,依据近8 a监测所得的地表及深部岩体变形成果,对不同采矿水平下的岩体变形规律进行分析。结果表明:开采-290,-307.5和-325水平时,顶板岩体进入初始冒落阶段;开采-342.5水平时,顶板岩体进入了大量冒落阶段,其崩落是间断发生的;开采-358水平时,地面沉降漏斗均匀扩展,岩层移动表现出很强的连续性;开采-375水平时,围岩进入快速向外扩展阶段,边界线、移动线得到了较大的扩展,下盘沉降漏斗在2010年1月之后变为不均匀扩展,岩层移动出现了突变性;开采-395水平时,围岩进入扩展放缓阶段,边界线、移动线基本未向外扩展,下盘沉陷坑区域变形仍旧非常剧烈,没有减缓的趋势。
- 夏开宗陈从新付华刘秀敏邓洋洋董元滨蒋玄苇
- 关键词：采矿工程地下采矿岩体变形顶板冒落
- 石膏矿岩三轴压缩蠕变特性试验研究被引量：9
- 2016年
- 石膏矿开采多采用房柱法,其蠕变特性对采空区稳定性有重要影响。以荆花石膏矿为背景,利用RC-2000微机控制岩石三轴蠕变试验机,结合具体工程情况,对荆花石膏矿岩进行围压分别为0、2.5、5.0、7.5 MPa的蠕变试验。分析了所得的蠕变试验数据,选取合适的模型对试验曲线进行拟合,利用等时应力-应变曲线簇法求得在不同围压下的长期强度。分析可知,荆花石膏矿蠕变包含衰减蠕变和等速蠕变2个阶段,轴向应力较小时只出现衰减蠕变,轴向应变增大到一定程度时将出现衰减蠕变和等速蠕变2个阶段。选择西原模型对试验曲线进行拟合结果表明,西原模型能较好地描述石膏矿的蠕变力学特性,拟合相关系数R均大于0.9;在不同围压情况下长期强度与蠕变强度的比值为0.89~0.95,即围压对长期强度的影响不大。研究结论能为石膏矿采空区的稳定性分析提供依据。
- 蒋玄苇陈从新夏开宗刘秀敏周意超
- 关键词：蠕变
- 荆门石膏矿岩遇水软化力学特性试验研究被引量：13
- 2017年
- 针对荆门市荆花石膏矿中留作矿柱的新鲜石膏岩进行天然和饱水两种状态下的单轴和三轴压缩试验,结合微观扫描电镜试验,研究石膏岩的强度和变形软化特性及机制。结果表明:石膏岩遇水会发生显著的强度和变形软化。随溶液中SO_4^(2-)、Ca^(2+)浓度不同,强度软化系数在0.6~0.72之间,弹性模量软化系数在0.66~0.75之间,凝聚力c显著下降而内摩擦角φ基本保持不变。石膏岩具有良好的延性,天然状态下峰后应变软化转为理想塑性变形的临界围压在2.5~5.0 MPa之间,经饱水软化后临界转换围压低于2.5 MPa。石膏岩遇水软化机制与其主要矿物成分二水硫酸钙的微溶性质密切相关。在蒸馏水中,石膏岩主要因溶解造成矿物流失,弱化内部结构而软化;在硫酸钙饱和溶液中,石膏矿物溶解-重结晶的动态平衡改变了岩石内部结构,使其疏松化,造成其力学性质发生软化。试验结果加深了对石膏岩遇水软化力学特性的认识,对石膏矿采空区稳定性分析具有重要意义。
- 周意超陈从新陈从新刘秀敏夏开宗夏开宗
- 关键词：饱水力学特性重结晶
- 石膏矿矿柱-护顶层支撑体系的流变力学模型分析被引量：6
- 2017年
- 采用房柱法开采石膏矿体,将石膏矿柱简化为满足西原模型的黏弹塑性体流变模型,采空区上部留设的护顶层简化为弹性矩形薄板,建立了石膏矿矿柱-护顶层支撑体系的流变力学体模型。在此模型的基础上推导了矿柱支撑下采空区护顶层受流变作用的挠度微分方程,并根据其在不同阶段的边界条件采用伽辽金方法对该微分方程进行了求解。研究结果表明:当作用在矿柱上的应力σ大于极限摩阻力σ_s时,石膏矿柱的塑性流变大变形将随时间逐渐增大,极易导致石膏矿柱-护顶层支撑体系破裂直至坍塌;所建立的考虑矿柱流变特性的石膏矿采空区矿柱-护顶层支撑体系力学模型,可以对支撑体系的稳定时间进行预测。
- 夏开宗陈从新陈从新刘秀敏蒋玄苇蒋玄苇
- 关键词：采矿工程石膏矿矿柱护顶层
- 基于突变理论的石膏矿矿柱–护顶层支撑体系的破坏分析被引量：14
- 2016年
- 针对石膏矿矿柱–护顶层支撑体系的破坏特征,结合非线性力学理论,在建立简化力学模型的基础上,构建石膏矿矿柱–护顶层支撑体系突发破坏的尖点突变模型。利用该突变模型研究石膏矿矿柱–护顶层支撑体系的破坏机制,分析支撑体系的几何参数对采空区稳定性影响。结果表明:石膏矿矿柱–护顶层支撑体系的稳定性是它的内部特性(护顶层弹性模量、护顶层厚度、矿柱之间的宽度、矿柱面积、矿柱高度)与外部荷载共同作用的结果,而位移突跳仅与内部特性有关;在对支撑体系稳定性进行调控时,优化的几何参数顺序依次是:护顶层厚度,矿柱之间的宽度,矿柱面积和矿柱高度。工程应用表明:湖北荆门荆花石膏矿采空区目前的内部几何参数已经达到了失稳的充要条件,这与现场调查具有一定的相符性。
- 夏开宗陈从新刘秀敏周意超蒋玄苇
- 关键词：采矿工程石膏矿矿柱护顶层突变理论
