检索结果-内蒙古大学图书馆

煤炭学报 2019年第2期44卷 482-489页

作者：杨仁树苏洪中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 安徽理工大学化学工程学院安徽淮南232001

预裂爆破技术目前广泛应用于爆破工程中,为了探究预裂爆破形成的预裂缝对爆生裂纹和原生裂纹动态断裂特性的影响,基于数字激光动态焦散线实验开展了一系列研究,获得了裂纹扩展的时实动力学参数。研究结果表明:预裂爆破形成的预裂缝可以... 详细信息

预裂爆破技术目前广泛应用于爆破工程中,为了探究预裂爆破形成的预裂缝对爆生裂纹和原生裂纹动态断裂特性的影响,基于数字激光动态焦散线实验开展了一系列研究,获得了裂纹扩展的时实动力学参数。研究结果表明:预裂爆破形成的预裂缝可以阻挡爆生裂纹向保留岩体内扩展,加大被爆岩体的损伤;其两端产生的翼裂纹向保留岩体扩展,且扩展长度随着预裂缝长度的增加而增大;长度较短的预裂缝(L=20～80 mm),对保留岩体内原生裂纹扩展有促进作用,只有当预裂缝长度增加到一定程度(L=100 mm),才会对保留岩体内原生裂纹扩展有抑制作用,预裂缝A长度L=100 mm时,其B裂纹扩展长度为无预裂缝A模型时的21%,Bz和By扩展速度均值为无预裂缝A时的0和64. 8%;当有预裂缝存在时,原生裂纹两端翼裂纹的起裂时间随着预裂缝长度增加而增加,当预裂缝长度增加到一定程度(L=100 mm),迎爆侧翼裂纹没有起裂,By起裂时间推迟到和无预裂缝时一样的150μs;原生裂纹迎爆侧翼裂纹断裂韧度小于背爆侧断裂韧度;当有预裂缝存在时,原生裂纹两端起裂韧度均小于无预裂缝时的起裂韧度,且随着预裂缝长度增加迎爆侧翼裂纹起裂韧度降低;原生裂纹两端应力强度因子峰值随着预裂缝长度增加而减小。

关键词：预裂爆破爆生裂纹原生裂纹应力强度因子动焦散

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基于动态焦散线实验的护壁药包机理研究

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中国矿业大学学报 2019年第3期48卷 467-473页

作者：杨仁树苏洪中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 安徽理工大学化学工程学院安徽淮南232001

为了探究护壁爆破对爆生裂纹、原生裂纹和定向裂纹的作用机理,基于数字激光动态焦散线实验和数值模拟方法开展了一系列研究.结果表明:护壁爆破能抑制护壁一侧爆生裂纹和原生裂纹扩展;护壁一侧原生裂纹尖端动态应力强度因子两次峰值约为... 详细信息

为了探究护壁爆破对爆生裂纹、原生裂纹和定向裂纹的作用机理,基于数字激光动态焦散线实验和数值模拟方法开展了一系列研究.结果表明:护壁爆破能抑制护壁一侧爆生裂纹和原生裂纹扩展;护壁一侧原生裂纹尖端动态应力强度因子两次峰值约为非护壁一侧的53%和77%,护壁管对爆炸应力波和爆生气体起到了很好的削弱作用;炸药爆炸后,由起爆位置传爆至护壁管端部形成的射流,作用炮孔壁形成初始损伤;随后沿炮孔壁向上传播的射流持续冲击护壁管端部岩体,形成"射流效应",驱动初始损伤扩展,最终形成定向裂纹.护壁爆破不仅可以保护围岩还可以产生定向断裂效果,在工程实践中应用前景广阔.

关键词：护壁爆破动焦散动态应力强度因子数值模拟

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强化高校战略科技力量服务国家科技自立自强

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北京教育（高教版） 2022年第4期

作者：杨仁树

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井巷工程掏槽爆破新技术及应用

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中国科学基金 2022年第1期36卷 120-127页

作者：杨仁树王雁冰张召冉左进京郑昌达李书萱北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 北方工业大学土木工程学院北京100144

为缓解井巷掘进速度低而产生的“采掘失衡”矛盾,笔者及所在课题组提出了3种新型掏槽爆破方法,即“准楔形复式+超深”掏槽爆破、“二阶二段”掏槽爆破和孔内分段掏槽爆破。本文对3种新方法的技术要点和破岩机理进行系统全面的介绍,同时... 详细信息

为缓解井巷掘进速度低而产生的“采掘失衡”矛盾,笔者及所在课题组提出了3种新型掏槽爆破方法,即“准楔形复式+超深”掏槽爆破、“二阶二段”掏槽爆破和孔内分段掏槽爆破。本文对3种新方法的技术要点和破岩机理进行系统全面的介绍,同时给出了应用实例。这3种掏槽爆破方法主要通过先裂后掏——Ⅰ段爆破为Ⅱ段爆破提供新的自由面、空间补偿以减小底部岩石夹制作用,或改变炸药能量分配——调整岩石的抗爆力与炸药破岩能力的匹配关系,从而降低孔底部岩石的夹制作用,增加岩石的破碎程度。在理论上较传统的掏槽爆破方法具有明显的优越性。工程应用案例也表明,掏槽爆破新方法改善了爆破效果,提高了掘进效率,实用性强。具有推广应用价值。

关键词：井巷工程掏槽爆破超深二阶二段孔内分段

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三维模型柱状药包爆生裂纹扩展规律研究

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振动与冲击 2020年第10期39卷 133-140,184页

作者：郭洋李清杨仁树许鹏王渝霍树森北京科技大学土木与资源工程学院城市地下空间工程北京市重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程重点实验室北京100083

利用有机玻璃材料,采用高速摄影和数值模拟方法研究不同位置起爆柱状药包爆生裂纹扩展和损伤破坏差异。研究结果表明,正反向起爆时炮孔周围均产生多条径向裂纹,爆生裂纹面经历了由"密集波纹状→光滑平坦→少量径向微裂隙→密集径... 详细信息

利用有机玻璃材料,采用高速摄影和数值模拟方法研究不同位置起爆柱状药包爆生裂纹扩展和损伤破坏差异。研究结果表明,正反向起爆时炮孔周围均产生多条径向裂纹,爆生裂纹面经历了由"密集波纹状→光滑平坦→少量径向微裂隙→密集径向裂隙"逐步转变的过程。正向起爆时,径向裂纹优先产生,并逐渐向模型内部延伸,在炮孔底部产生较大的超深扩展现象。而反向起爆时,底部"圆锥形"裂纹面与炮孔径向裂纹同时产生,炮孔底部裂纹面消耗较多能量,其径向裂纹扩展速度较正向起爆时小,扩展时间也较短,但有利于岩石的抛掷。由模拟结果可知,柱状药包反向起爆比正向起爆爆破损伤区范围大,并且爆破损伤的均匀程度好。因此,在掏槽爆破中,为提高岩石的抛掷效果,应尽量采用反向起爆方式进行爆破;而在松动爆破中,为增加岩石中裂纹的扩展深度,应尽量采用正向起爆方式进行爆破。

关键词：高速摄影法 ABAQUS数值模拟多重分形柱状药包爆炸应力波裂纹扩展

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弱胶结软岩巷道层状底板底鼓机理及控制对策

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采矿与安全工程学报 2020年第3期37卷 443-450页

作者：杨仁树朱晔李永亮李炜煜中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

为研究弱胶结软岩巷道底板层状特性对底鼓的影响,采用数值模拟与力学分析相结合的方法,对层状底板失稳机理及控制技术展开研究。结果表明:1)层状底板压曲失稳后形成非稳定区、亚稳定区和稳定区,非稳定区是底板变形活跃区域,是支护和加... 详细信息

为研究弱胶结软岩巷道底板层状特性对底鼓的影响,采用数值模拟与力学分析相结合的方法,对层状底板失稳机理及控制技术展开研究。结果表明:1)层状底板压曲失稳后形成非稳定区、亚稳定区和稳定区,非稳定区是底板变形活跃区域,是支护和加固的主要对象,亚稳定区对底板变形具有宏观调控作用,稳定区是底板主要承载结构;2)随着分层厚度增加,各分层承载能力提高,底板具备更强的抗变形能力;3)巷道最大底鼓量随岩梁刚度增加呈负指数式减小,随侧压和底板载荷增加呈线性增加,随巷道跨度增加呈指数式增长。提出以"高强锚网梁索+喷浆密闭+底板锚注"为核心的支护系统,现场试验表明该技术有效控制了弱胶结软岩巷道层状底板的变形。

关键词：弱胶结软岩层状底板底鼓失稳机理控制技术

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坚硬顶板条件下裸顶巷道煤帮稳定性分析及控制对策

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采矿与安全工程学报 2020年第5期37卷 861-870页

作者：杨仁树朱晔李永亮李炜煜中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083

为研究坚硬顶板条件下裸顶巷帮的支护问题,综合采用现场调研、力学分析、数值计算和工业性试验等方法,对巷帮稳定性进行分析,并提出针对性的控制对策。根据弹塑性理论,构建巷帮卸荷力学模型,推导出巷帮任一点应力的解析表达式。基于巷... 详细信息

为研究坚硬顶板条件下裸顶巷帮的支护问题,综合采用现场调研、力学分析、数值计算和工业性试验等方法,对巷帮稳定性进行分析,并提出针对性的控制对策。根据弹塑性理论,构建巷帮卸荷力学模型,推导出巷帮任一点应力的解析表达式。基于巷帮的应力状态获得巷帮张拉损伤判据,采用控制变量法,通过Matlab计算得出卸荷系数和裂隙面倾角对巷帮损伤的影响。针对巷帮的变形破坏特征,提出基于"强帮护顶,强角控跨"的围岩控制原理,现场试验表明,支护方案可保证巷帮基础的强支承,实现顶板岩梁的微扰动,保障巷道服务期间的安全有效使用。

关键词：坚硬顶板裸顶巷帮稳定损伤围岩控制

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层状岩体中巷道底板应力分布规律及损伤破坏特征

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中国矿业大学学报 2020年第4期49卷 615-626,645页

作者：杨仁树朱晔李永亮李炜煜中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室力学与建筑工程学院能源与矿业学院北京100083 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

为了研究开挖巷道后层状岩体中底板的卸荷力学响应,将底板视作横观各向同性体,采用力学分析和数值模拟相结合的方法,对底板应力分布规律与损伤破坏特征进行研究.结果表明:1)与均质各向同性解相比,横观各向同性解更客观地反映出巷道开挖... 详细信息

为了研究开挖巷道后层状岩体中底板的卸荷力学响应,将底板视作横观各向同性体,采用力学分析和数值模拟相结合的方法,对底板应力分布规律与损伤破坏特征进行研究.结果表明:1)与均质各向同性解相比,横观各向同性解更客观地反映出巷道开挖后底板出现卸荷且两侧围岩呈应力集中的应力分布状态;2)底板应力分布随垂直和水平方向力学属性的不同而呈现出差异性;3)底板层状复合结构造成应力发生畸变,软弱岩层的柔性缓冲垫层作用使应力传递变得更为平缓;4)底板岩体达到损伤阈值即发生张拉或者滑移破坏,损伤阈值受垂直卸荷系数、水平卸荷系数、侧压系数、裂隙面倾角等多个因素综合影响.理论和数值计算获得的底板损伤破坏深度及损伤区分布特征基本一致,解析解很好地反映了底板的实际应力状态.

关键词：层状底板横观各向同性体力学模型数值计算破坏深度损伤区分布

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切缝药包爆破定向裂纹与张开节理相互作用的实验研究

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工程科学学报 2021年第7期43卷 894-902页

作者：丁晨曦杨仁树陈程马鑫民康一强赵勇北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083

为了探究切缝药包爆破定向裂纹与张开节理的相互作用过程,采用动态焦散线方法,结合高速摄影技术,开展了爆破模型实验研究.研究结果表明,张开节理对切缝药包爆破定向裂纹的扩展有阻滞作用,定向裂纹不会穿过张开节理继续扩展,而是在经过... 详细信息

为了探究切缝药包爆破定向裂纹与张开节理的相互作用过程,采用动态焦散线方法,结合高速摄影技术,开展了爆破模型实验研究.研究结果表明,张开节理对切缝药包爆破定向裂纹的扩展有阻滞作用,定向裂纹不会穿过张开节理继续扩展,而是在经过与节理相互作用后在节理端部产生两条翼裂纹.当定向裂纹垂直入射时,节理两端的受力状态基本相同,两条翼裂纹的起裂和扩展行为基本一致,两条翼裂纹的分布状态基本对称.张开节理的几何特征对翼裂纹起裂时的动态应力强度因子有显著影响,一定程度上决定了翼裂纹起裂的难易程度.当定向裂纹倾斜入射时,节理两端的受力状态存在差异,靠近定向裂纹入射点的一端能够获得更多的起裂能量,从而优先起裂和扩展,并形成更长的翼裂纹.

关键词：切缝药包爆破张开节理焦散线裂纹扩展

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一种切缝二氧化碳致裂器内部压力测试系统及方法

一种切缝二氧化碳致裂器内部压力测试系统及方法

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作者：杨仁树倪昊 100083 北京市海淀区学院路30号

本发明提出一种切缝二氧化碳致裂器内部压力测试系统及方法，所述测试系统包括电压力表、信号采集装置以及数据处理装置，信号采集装置用于采集电压力表传输的压力电信号，并将压力电信号输送至数据处理装置；数据处理装置用于接收压力... 详细信息

标准号: CN114323411A

本发明提出一种切缝二氧化碳致裂器内部压力测试系统及方法，所述测试系统包括电压力表、信号采集装置以及数据处理装置，信号采集装置用于采集电压力表传输的压力电信号，并将压力电信号输送至数据处理装置；数据处理装置用于接收压力电信号，并绘制出压力变化的时程曲线；电压力表能够设置于致裂器主管上，用于监测致裂器主管内部的压力，并传输至信号采集装置；本发明提出的方案，能够有效测试致裂器内部压力，可以测定致裂器从启动到完成爆破的过程整个时长，根据此试验数据不断优化致裂器额定充装压力、发热棒质量以及主管切槽的深度之间的匹配关系，发挥致裂器的最佳性能、改善其爆破效果和提升能量利用率。

关键词：数据处理装置信号采集装置压力电信号电压力表测试系统内部压力能量利用率传输爆破效果匹配关系时程曲线试验数据有效测试主管内部最佳性能发热棒二氧化碳充装切槽切缝时长主管爆破绘制采集监测优化

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