检索结果-内蒙古大学图书馆

北京交通大学学报 2014年第6期38卷 88-92页

作者：杜彬史小萌张新神华集团有限责任公司北京100011 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 郑州市第一建筑工程集团有限公司郑州450000

定义了相似材料模型试验中原型和模型的概念,更合理的解释了模型试验中的相似关系,并在原型岩体和模型体中,分别引入了尺寸效应理论,提出一套修正的模型材料参数确定方法.运用准岩体强度和相似材料尺寸效应理论,对工程中相似材料模型试... 详细信息

定义了相似材料模型试验中原型和模型的概念,更合理的解释了模型试验中的相似关系,并在原型岩体和模型体中,分别引入了尺寸效应理论,提出一套修正的模型材料参数确定方法.运用准岩体强度和相似材料尺寸效应理论,对工程中相似材料模型试验中的力学参数进行了修正,结果说明了所提出修正方法的合理性.

关键词：岩土工程相似材料模型试验模型参数尺寸效应

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膨胀岩中巷道围岩湿度场相似材料模型试验研究

膨胀岩中巷道围岩湿度场相似材料模型试验研究

引用

作者：付平勇华东交通大学

学位级别：硕士

膨胀岩的膨胀力和膨胀变形与其含水量或湿度直接相关，在膨胀岩体中开挖巷道，若能事先给定围岩的湿度分布情况，便可了解和计算支护结构受到围岩作用的膨胀荷载，有利于支护结构的合理设计。但令人遗憾的是，迄今为止，国内外尚没有人... 详细信息

膨胀岩的膨胀力和膨胀变形与其含水量或湿度直接相关，在膨胀岩体中开挖巷道，若能事先给定围岩的湿度分布情况，便可了解和计算支护结构受到围岩作用的膨胀荷载，有利于支护结构的合理设计。但令人遗憾的是，迄今为止，国内外尚没有人对膨胀岩中巷道围岩的湿度分布特征进行过研究。本论文创新地采用相似材料模型试验方法，对采用钻爆法施工的巷道围岩含水量与原始应力大小、巷道开挖工艺的关系进行试验研究，探索膨胀性围岩在不同的地质环境和施工工艺条件下的湿度分布规律，为膨胀岩巷道合理支护与施工提供依据。本文首先进行了相似材料模型试验设计，包括相似材料研制、含水量测试仪器的研制和模型试验设计三部分内容。相似材料研制中包括膨胀岩相似材料的研制、锚喷支护材料选用与仰拱相似材料设计三部分内容，含水量测试仪的研发主要包括测试仪器的研发和湿度传感器的研制和标定，模型试验设计涉及试验装置设计和巷道断面设计两部分内容。通过相似材料配比试验研究，得到了能较好模拟膨胀岩的模型材料配比，即细砂:膨润土:石膏:水泥:水=1000:1200:450:350:700，控制含水量为23.3%，以便于模型浇注以及相关参数量测。湿度传感器的研制考虑制作方便性，采取了简单的直线电极形式，以石膏为湿敏材料，制作了相似材料含水量量测传感器。根据传感器的电阻值与含水量的关系对传感器进行了标定，并采用多项式对标定结果进行拟合。然后，重点开展了膨胀岩中巷道围岩湿度场和应力场模型试验研究。相似材料模型试验研究基于巷道采用钻爆法开挖、锚杆＋喷射混凝土支护，考虑工程所处的初始应力水平、是否设置仰拱以及仰拱设置时机三个因素，共设计了三个模型、共六个方案，以探索膨胀岩中巷道围岩的湿度场分布特征，同时兼顾巷道围岩应力、巷道拱顶和边邦变形的数据采集分析。通过模型试验研究可知： ①巷道开挖及支护过程中的施工用水，对围岩含水量大小及其分布有重要影响，主要呈上小下大的含水量分布特征。围岩的起始含水量对最终的含水量分布也有影响，但是没有开挖时的施工用水影响显著。 ②三个模型试验的含水量分布特点大致相同，由于施工用水主要滞留在底板上，在巷道底部形成高含水量区域，再经过渗透与毛细作用，水分分别向远离洞壁以及拱顶位置迁移。 ③应力环境对围岩含水量影响不明显。这是因为虽然高应力环境下施工用水的渗透速度较低应力环境下小，但随着时间的推移，渗透会持续进行，因而不会造成围岩中某点的含水量在高、低应力环境下的差异。 ④巷道围岩在开挖后产生了明显的卸荷现象和应力重分布，其应力变化规律是：从靠近洞壁到远离洞壁，围岩应力先快速增大至某一极值，随后下降至某一稳定值，表现为先增大后减小的变化规律。 ⑤是否构筑仰拱及构筑仰拱的时机对围岩含水量分布影响很明显。仰拱对底板的保护作用就是避免底板长时间浸水。从支护时机来看，滞后20m与滞后50m的情况，越早构筑仰拱效果越好，使得底板尽早被保护起来，避免不必要的水分增加。

关键词：膨胀岩巷道围岩湿度场相似材料模型试验

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关于小比例相似材料模型试验的初步分析

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中国矿业大学学报 1959年第2期 40-43+93-94页

前言在实验室研究矿山压力及岩层移动的规律,使用的方法一般有光弹性法,离心模型法,以及最近发展较为迅速的相似材料模型研究的方法。除此亦有把岩层看成单纯松散体而用砂子制成模型来研究岩层移动的,根据以上所列举研究方法的研究成果... 详细信息

前言在实验室研究矿山压力及岩层移动的规律,使用的方法一般有光弹性法,离心模型法,以及最近发展较为迅速的相似材料模型研究的方法。除此亦有把岩层看成单纯松散体而用砂子制成模型来研究岩层移动的,根据以上所列举研究方法的研究成果中可以知道实验室研究在矿山压力及岩层移动中占有相当重要的地位。最近我们实验室为了研究回采后岩层移动的情况及顶板垮落

关键词：垮落初步分析空区工作面相似材料模型试验

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大条带综放开采的相似材料模型试验研究

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西部探矿工程 2003年第12期15卷 61-63页

作者：赵国旭谢和平马伟民西南交通大学土木工程博士后流动站四川成都610031 中国矿业大学北京校区分形与岩石力学研究所北京100083

条带开采是一种在村庄下采煤为减小地表移动变形广泛采用的有效途径 ,但对采用综采放顶煤时的条带又不能太小 ,所以需要采用大条带。所留煤柱也应该较大 ,以后若有条件还可以再采。通过相似材料模型试验 ,得出了关于大条带综放开采的一... 详细信息

条带开采是一种在村庄下采煤为减小地表移动变形广泛采用的有效途径 ,但对采用综采放顶煤时的条带又不能太小 ,所以需要采用大条带。所留煤柱也应该较大 ,以后若有条件还可以再采。通过相似材料模型试验 ,得出了关于大条带综放开采的一些有益的结论 ,对研究大条带综放开采的机理有直观的认识 ,可以作为实际开采时的指导。

关键词：村庄下采煤特厚煤层条带开采塑性区煤柱稳定性相似材料模型试验综放开采

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高温高湿环境下膨胀岩巷道围岩湿度场相似材料模型试验研究

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华东交通大学学报 2015年第6期32卷 33-37页

作者：刁心宏张新陈力章坤陈志亮华东交通大学土木建筑学院江西南昌330013 江西嘉圆房地产开发有限责任公司江西南昌330006

通过相似材料模型试验,对高温高湿环境作用下巷道围岩在不同密度、不同初始含水量时的含水量及其分布情况进行了研究。试验结果表明,水分在巷道围岩中呈类层状向围岩内部迁移;围岩密度越小,含水量增量越大,水分迁移范围越大;初始含水量... 详细信息

通过相似材料模型试验,对高温高湿环境作用下巷道围岩在不同密度、不同初始含水量时的含水量及其分布情况进行了研究。试验结果表明,水分在巷道围岩中呈类层状向围岩内部迁移;围岩密度越小,含水量增量越大,水分迁移范围越大;初始含水量越小,含水量增量越大,但水分迁移范围越小;巷道上部围岩水分迁移范围比下部小。

关键词：膨胀岩湿度场相似材料模型试验高温高湿环境

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论岩石工程问题的相似材料模型试验

论岩石工程问题的相似材料模型试验

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第一届全国岩石力学数值计算及模型试验讨论会

作者：郑鸿泰西南交通大学

文中论述了用相似材料做模型试验在解决工程问题上的意义和其模型试验中存在的问题;文中着重介绍用量纲分析法求相似判据的过程和步骤,这是基于三个相似定理上的,因而由模型推断到原型上去也就有规律可循:由于要知道的是模型上应力和变... 详细信息

文中论述了用相似材料做模型试验在解决工程问题上的意义和其模型试验中存在的问题;文中着重介绍用量纲分析法求相似判据的过程和步骤,这是基于三个相似定理上的,因而由模型推断到原型上去也就有规律可循:由于要知道的是模型上应力和变形的数值量和性态,即它与相关物理量的函数式,建议采用文字表示式更为恰当。(?)=f(边界物理量、体积力、几何尺寸、变形规律物理量、强度规律物理),f为量纲分析关系函数。文中还论述了变形和强度规律性的各种物理量问题。

关键词：相似材料模型试验函数式变形规律量纲分析法物理过程强度规律物理量相似判据岩石工程

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深部层状节理岩体分区破裂模型试验研究

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岩土力学 2014年第8期35卷 2247-2254页

作者：张绪涛张强勇向文高强袁圣渤王超山东大学岩土与结构工程研究中心济南250061 聊城大学建筑工程学院山东聊城252059

随着地下工程开挖深度的增加,深部洞室围岩将产生不同于浅部洞室的分区破裂现象。为深入研究深部岩体分区破裂现象的形成机制和影响因素,以淮南矿区丁集煤矿的深部巷道为工程背景,利用模型相似材料和高地应力真三维加载模型试验系统,首... 详细信息

随着地下工程开挖深度的增加,深部洞室围岩将产生不同于浅部洞室的分区破裂现象。为深入研究深部岩体分区破裂现象的形成机制和影响因素,以淮南矿区丁集煤矿的深部巷道为工程背景,利用模型相似材料和高地应力真三维加载模型试验系统,首次开展了带有软弱夹层的层状节理岩体的真三维地质力学模型试验。结果表明:(1)在满足一定应力条件下,带有软弱夹层的层状节理试验模型出现明显的分区破裂现象;(2)软弱夹层是影响层状节理岩体分区破裂现象的重要因素,在相同的应力条件下,软弱夹层使得巷道围岩的径向位移和应变明显增加;并且软弱夹层的间距越小,洞周破裂区的层数越多,范围越大;(3)洞周破裂区的形状近似为圆形,与是否存在软弱夹层及软弱夹层间距均无关。模型试验结果有效揭示了分区破裂的影响因素,为深入研究高地应力深部岩体的非线性变形破坏特征奠定了坚实的试验基础。

关键词：深部岩体分区破裂数控真三维加载相似材料模型试验软弱夹层

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深部高应力软岩巷道耦合支护效应研究及应用

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岩土力学 2017年第5期38卷 1424-1435,1444页

作者：孟庆彬韩立军张帆舸张建聂军委文圣勇中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室山东青岛266590

巷道要经历开挖前稳定、开挖扰动、支护稳定或再破坏的演化过程,巷道稳定状态受原岩应力场-开挖扰动应力场-支护应力场相互作用的影响。采用FLAC^(3D)分析了不同预紧力与间排距条件下锚杆、锚索产生的围岩支护应力场的分布特征,定义了... 详细信息

巷道要经历开挖前稳定、开挖扰动、支护稳定或再破坏的演化过程,巷道稳定状态受原岩应力场-开挖扰动应力场-支护应力场相互作用的影响。采用FLAC^(3D)分析了不同预紧力与间排距条件下锚杆、锚索产生的围岩支护应力场的分布特征,定义了围岩应力扩大系数k来表征围岩应力的扩散效果,揭示了锚杆、锚索预紧力耦合支护效应。针对朱集西矿深部巷道特征与地质条件,提出了锚网索喷+U型钢支架+注浆+底板锚注分步联合支护技术方案,开展了三维相似材料模型试验,验证了该支护技术方案的合理性与可行性,揭示了深部高应力软岩巷道围岩变形破坏与支护结构受力演化规律,并成功应用于工程实践,解决了深部高应力软岩巷道支护难题。监测结果表明,该联合支护方案有效地控制了深部高应力软岩巷道围岩大变形与底臌,保证了巷道围岩与支护结构的长期稳定及安全。

关键词：高应力软岩巷道耦合支护效应分步联合支护技术相似材料模型试验

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大断面软弱破碎围岩煤巷演化规律与控制技术

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煤炭学报 2016年第8期41卷 1885-1895页

作者：孟庆彬韩立军乔卫国宗义江李云李浩中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 山东省土木工程防灾减灾重点实验室(山东科技大学) 山东青岛266590

随着矿井开采深度与巷道断面尺寸的增加,煤巷围岩松软、破碎程度越来越严重,煤巷顶板冒落的危险性增大,大断面煤巷支护与维护难度随之增加。基于煤巷围岩松动圈测试与分析,揭示了大断面软弱破碎围岩煤巷变形破坏特征;采用FLAC3D模拟研... 详细信息

随着矿井开采深度与巷道断面尺寸的增加,煤巷围岩松软、破碎程度越来越严重,煤巷顶板冒落的危险性增大,大断面煤巷支护与维护难度随之增加。基于煤巷围岩松动圈测试与分析,揭示了大断面软弱破碎围岩煤巷变形破坏特征;采用FLAC3D模拟研究了不同巷道布置方式、顶煤厚度、巷道高宽比及侧压系数等条件下大断面软弱破碎围岩煤巷开挖后围岩变形特征、塑性区演化规律及应力分布特征,为煤巷优化布置、合理支护方案与参数的选取提供了理论依据;针对大断面软弱破碎围岩煤巷变形破坏特征与支护难点,提出了全断面锚网索喷初次支护、高预应力锚索与锚注二次加固组成的"三锚"联合支护技术方案,采用数值模拟分析与相似材料模型试验,验证了该方案的合理性与围岩控制效果,并进行了井下工业性试验。监测结果表明,采用"三锚"联合支护技术,有效地控制了大断面软弱破碎围岩煤巷的大变形与底臌,维持了煤巷围岩与支护结构的稳定及安全。

关键词：软弱破碎煤巷 “三锚”联合支护演化规律 FLAC3D数值模拟相似材料模型试验

来源：评论

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不同洞形与加载方式对深部岩体分区破裂影响的模型试验研究

引用

岩石力学与工程学报 2013年第8期32卷 1564-1571页

作者：张强勇张绪涛向文陈旭光曹冠华许孝滨山东大学岩土与结构工程研究中心山东济南250061 聊城大学建筑工程学院山东聊城252059 河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098

随着地下工程开挖深度的增加,深部洞室围岩将产生不同于浅部洞室的分区破裂现象。为研究分区破裂的破坏机制和形成机制,以淮南矿区丁集煤矿高地应力深部巷道为工程背景,采用模型相似材料和数控真三维加载模型试验系统,开展圆洞、城门洞... 详细信息

随着地下工程开挖深度的增加,深部洞室围岩将产生不同于浅部洞室的分区破裂现象。为研究分区破裂的破坏机制和形成机制,以淮南矿区丁集煤矿高地应力深部巷道为工程背景,采用模型相似材料和数控真三维加载模型试验系统,开展圆洞、城门洞和马蹄形洞在沿洞轴向和垂直洞轴向加载条件下的洞室开挖真三维地质力学模型试验。模型试验研究表明:(1)初始最大主应力平行于洞轴方向且其量值超过1.5倍围岩单轴抗压强度是深部岩体产生分区破裂的重要条件;(2)洞室分区破裂的范围与洞形和洞室尺寸有关,洞室尺寸越大,分区破裂范围越大。模型试验结果有效揭示分区破裂的形成条件和破坏规律,为深入研究高地应力深部岩体的非线性变形特征与破坏机制奠定了坚实的试验基础。

关键词：岩石力学深部岩体分区破裂数控真三维加载相似材料模型试验分区破裂条件

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