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增幅疲劳荷载下双裂隙大理岩损伤劣化与失稳规律
被引量:
2
1
作者
厉飓洲
李鹏
+2 位作者
蔡美峰
李长洪
王宇
《中南大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期2391-2406,共16页
为了揭示节理角度对阶梯状双裂隙大理岩疲劳劣化与失稳规律的影响机制,采用GCTS RTR-2000电液伺服岩石压力试验系统,对含有相同岩桥长度、不同节理角度(β=10°、30°、50°和70°)的双裂隙大理岩试样开展了增幅疲劳力...
为了揭示节理角度对阶梯状双裂隙大理岩疲劳劣化与失稳规律的影响机制,采用GCTS RTR-2000电液伺服岩石压力试验系统,对含有相同岩桥长度、不同节理角度(β=10°、30°、50°和70°)的双裂隙大理岩试样开展了增幅疲劳力学试验,并借助PCI-2声发射监测系统记录了岩石破裂过程中的振铃计数、能量、频率及振幅等基本参数,分析声发射频谱特性及b值特征。研究结果表明:随着节理角度逐渐增加,双裂隙对岩石的弱化作用逐渐减小,因此大理岩试样的强度、疲劳寿命、应变增长速率、刚度和累计声发射振铃(能量)计数等均随之增大;应变增长速率受应力幅值影响,在疲劳加载阶段末,表现为突增,且与强扩容现象以及累计振铃(能量计数)曲线的突变阶段相比,体积应变增长速率发生突变的阶段较为提前;随着节理角度增大,低频低幅及低频高幅信号占比逐渐增加,而高频高幅信号占比逐渐降低,越易产生大尺度裂纹;在疲劳加载最后一个阶段,试样发生严重的断裂破坏,声发射振幅统计指标b值出现骤降,且随着节理角度增大而增加。基于以上分析,体积应变增长速率首次突变阶段以及声发射b值的骤降阶段可以分别作为阶梯状双裂隙大理岩初始失稳以及最终破坏的前兆特征。
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关键词
双裂隙大理岩
疲劳劣化
应变增长速率
声发射
失稳规律
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职称材料
基于管材缩径工艺的薄壁件成形起皱失稳共性规律研究
被引量:
5
2
作者
杜冰
关风龙
+2 位作者
张鑫
谢军
赵长财
《燕山大学学报》
CAS
北大核心
2017年第6期510-515,共6页
空心薄壁件是高新技术工程领域越来越青睐的轻体结构件之一。而起皱失稳问题是薄壁件成形所面临的主要质量问题。因此,关于空心薄壁件成形过程中的塑性失稳起皱预测研究就显得尤为重要。本文基于薄壁件成形失稳起皱试验和理论研究现状,...
空心薄壁件是高新技术工程领域越来越青睐的轻体结构件之一。而起皱失稳问题是薄壁件成形所面临的主要质量问题。因此,关于空心薄壁件成形过程中的塑性失稳起皱预测研究就显得尤为重要。本文基于薄壁件成形失稳起皱试验和理论研究现状,提出基于管材缩径成形研究薄壁件起皱失稳的共性规律。通过建立管材缩径起皱失稳时刻对应形貌的平衡微分方程,求解了缩径管材的临界失稳外压解析表达式。结合塑性成形理论分析了临界失稳主应变的分布特征,探讨了成形几何条件、材料参数等成形因素对零件成形抗皱性能的影响。结合工艺试验,证实了各参数的影响权重。通过本文的理论和试验分析最终确定:综合了材料强化系数和硬化指数影响的塑性切线模量对材料抗皱性的影响比重大于屈服应力对材料抗皱性的影响比重,对材料最终的起皱程度起主导作用。
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关键词
薄壁件
起皱
失
稳
共性
规律
管材缩径
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职称材料
综放工作面端头区煤岩失稳垮落规律及放煤区域确定
被引量:
3
3
作者
时成忠
刘长友
李建伟
《煤炭工程》
北大核心
2017年第1期77-79,83,共4页
针对综放工作面端头区顶煤安全放出问题,基于东滩煤矿3303工作面煤岩层地质赋存条件,采用理论分析与数值计算相结合,分析了综放工作面端头区煤岩应力场分布特征、煤岩失稳垮落规律及回采巷道稳定性等。研究表明:综放工作面端头区顶煤自...
针对综放工作面端头区顶煤安全放出问题,基于东滩煤矿3303工作面煤岩层地质赋存条件,采用理论分析与数值计算相结合,分析了综放工作面端头区煤岩应力场分布特征、煤岩失稳垮落规律及回采巷道稳定性等。研究表明:综放工作面端头区顶煤自工作面中部侧向回采巷道侧,放出难度增大;随着端头放煤区域向巷道侧扩大,回采巷道表面位移呈增大趋势。确定了端头区顶煤的可放性及可放出区域范围,为现场端头区顶煤的放出提供了理论依据。
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关键词
综放工作面
端头区
煤岩
失
稳
垮落
规律
放煤区域
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职称材料
近距离下煤层损伤基本顶破断规律及稳定性分析
被引量:
19
4
作者
何尚森
谢生荣
+3 位作者
宋宝华
周殿奇
孙颜顶
韩帅
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第10期2596-2605,共10页
为掌握近距离下煤层损伤基本顶的破断、失稳规律,首先对下煤层基本顶的损伤类型进行了分类,提出了基本顶损伤量化的方法,之后采用理论分析对损伤基本顶的断裂长度进行了研究,并基于"砌体梁"的"S-R"理论研究了损伤...
为掌握近距离下煤层损伤基本顶的破断、失稳规律,首先对下煤层基本顶的损伤类型进行了分类,提出了基本顶损伤量化的方法,之后采用理论分析对损伤基本顶的断裂长度进行了研究,并基于"砌体梁"的"S-R"理论研究了损伤基本顶的失稳规律。研究结果表明:1损伤造成基本顶提前断裂,断裂长度随损伤量的增大而减小,达到极限损伤量时基本顶随采随垮;2损伤基本顶更易发生"砌体梁"滑落失稳,损伤量越大滑落失稳的几率越大,铰接岩块挤压力的减小是造成上述现象的原因;3"砌体梁"铰接岩块挤压力的递减速度大于铰接面抗压强度递减速度,损伤基本顶反而不易发生"砌体梁"的回转失稳;4通过对晋华宫矿307盘区11号煤层8707工作面的矿压观测,验证了损伤基本顶断裂及失稳规律。
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关键词
近距离煤层
损伤基本顶
底板损伤量
破断长度
失稳规律
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职称材料
脆性泥页岩椭圆形井眼坍塌规律分析
被引量:
3
5
作者
刘海龙
张磊
+2 位作者
谢涛
张启龙
林家昱
《石油机械》
北大核心
2020年第5期28-33,共6页
脆性泥页岩在钻井过程中受到钻头机械碰撞等容易造成井壁部分崩落,井眼形状偏离理想的圆形,按照圆形井眼研究地层坍塌规律会带来一定误差。为此,将真实井眼近似为椭圆形状,分析得到井壁应力分布模型,利用"弹性-应变软化-塑性"...
脆性泥页岩在钻井过程中受到钻头机械碰撞等容易造成井壁部分崩落,井眼形状偏离理想的圆形,按照圆形井眼研究地层坍塌规律会带来一定误差。为此,将真实井眼近似为椭圆形状,分析得到井壁应力分布模型,利用"弹性-应变软化-塑性"模型预测井壁坍塌压力,对影响脆性泥页岩直井井壁坍塌失稳因素进行敏感性分析,并利用有限元软件建模分析椭圆形井眼的塑性损伤破坏特性。研究结果表明:与常规圆形井眼相比,椭圆形井眼坍塌压力较高,且由于椭圆长轴端点处周向应力集中程度随椭圆度增加而增大,椭圆形井眼坍塌压力也随椭圆度的增大而进一步提高;脆性泥页岩塑性损伤破坏表现为局域化的破坏断裂带形式,而不是相对均匀的塑性区。研究结果对更好地认识脆性泥页岩的坍塌失稳机理有一定的指导意义。
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关键词
脆性泥页岩
椭圆形井眼
坍塌
失稳规律
应变软化
椭圆度
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职称材料
题名
增幅疲劳荷载下双裂隙大理岩损伤劣化与失稳规律
被引量:
2
1
作者
厉飓洲
李鹏
蔡美峰
李长洪
王宇
机构
北京科技大学土木与资源工程学院
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
出处
《中南大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期2391-2406,共16页
基金
国家自然科学基金资助项目(52174069)
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(FRF-TP-20-004A2)
国家重点研发计划资助项目(2018YFC0808402)。
文摘
为了揭示节理角度对阶梯状双裂隙大理岩疲劳劣化与失稳规律的影响机制,采用GCTS RTR-2000电液伺服岩石压力试验系统,对含有相同岩桥长度、不同节理角度(β=10°、30°、50°和70°)的双裂隙大理岩试样开展了增幅疲劳力学试验,并借助PCI-2声发射监测系统记录了岩石破裂过程中的振铃计数、能量、频率及振幅等基本参数,分析声发射频谱特性及b值特征。研究结果表明:随着节理角度逐渐增加,双裂隙对岩石的弱化作用逐渐减小,因此大理岩试样的强度、疲劳寿命、应变增长速率、刚度和累计声发射振铃(能量)计数等均随之增大;应变增长速率受应力幅值影响,在疲劳加载阶段末,表现为突增,且与强扩容现象以及累计振铃(能量计数)曲线的突变阶段相比,体积应变增长速率发生突变的阶段较为提前;随着节理角度增大,低频低幅及低频高幅信号占比逐渐增加,而高频高幅信号占比逐渐降低,越易产生大尺度裂纹;在疲劳加载最后一个阶段,试样发生严重的断裂破坏,声发射振幅统计指标b值出现骤降,且随着节理角度增大而增加。基于以上分析,体积应变增长速率首次突变阶段以及声发射b值的骤降阶段可以分别作为阶梯状双裂隙大理岩初始失稳以及最终破坏的前兆特征。
关键词
双裂隙大理岩
疲劳劣化
应变增长速率
声发射
失稳规律
Keywords
double fissure contained marble
fatigue degradation
strain incremental rate
acoustic emission
instability law
分类号
TU45 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
基于管材缩径工艺的薄壁件成形起皱失稳共性规律研究
被引量:
5
2
作者
杜冰
关风龙
张鑫
谢军
赵长财
机构
燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室
出处
《燕山大学学报》
CAS
北大核心
2017年第6期510-515,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(51605420)
燕山大学博士基金资助项目(B935)
文摘
空心薄壁件是高新技术工程领域越来越青睐的轻体结构件之一。而起皱失稳问题是薄壁件成形所面临的主要质量问题。因此,关于空心薄壁件成形过程中的塑性失稳起皱预测研究就显得尤为重要。本文基于薄壁件成形失稳起皱试验和理论研究现状,提出基于管材缩径成形研究薄壁件起皱失稳的共性规律。通过建立管材缩径起皱失稳时刻对应形貌的平衡微分方程,求解了缩径管材的临界失稳外压解析表达式。结合塑性成形理论分析了临界失稳主应变的分布特征,探讨了成形几何条件、材料参数等成形因素对零件成形抗皱性能的影响。结合工艺试验,证实了各参数的影响权重。通过本文的理论和试验分析最终确定:综合了材料强化系数和硬化指数影响的塑性切线模量对材料抗皱性的影响比重大于屈服应力对材料抗皱性的影响比重,对材料最终的起皱程度起主导作用。
关键词
薄壁件
起皱
失
稳
共性
规律
管材缩径
Keywords
hollow thin-walled parts
wrinkling instability common rules
tube outer pressure compression forming
分类号
TG386.43 [金属学及工艺—金属压力加工]
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职称材料
题名
综放工作面端头区煤岩失稳垮落规律及放煤区域确定
被引量:
3
3
作者
时成忠
刘长友
李建伟
机构
中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室
兖矿集团有限公司
出处
《煤炭工程》
北大核心
2017年第1期77-79,83,共4页
基金
中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室自主研究课题项目(SKLCRSM12X03)
江苏省教育厅科技项目(13KJA520007)
文摘
针对综放工作面端头区顶煤安全放出问题,基于东滩煤矿3303工作面煤岩层地质赋存条件,采用理论分析与数值计算相结合,分析了综放工作面端头区煤岩应力场分布特征、煤岩失稳垮落规律及回采巷道稳定性等。研究表明:综放工作面端头区顶煤自工作面中部侧向回采巷道侧,放出难度增大;随着端头放煤区域向巷道侧扩大,回采巷道表面位移呈增大趋势。确定了端头区顶煤的可放性及可放出区域范围,为现场端头区顶煤的放出提供了理论依据。
关键词
综放工作面
端头区
煤岩
失
稳
垮落
规律
放煤区域
Keywords
fully-mechanized caving face
face end area
law of coal and rock unstability
caving area
分类号
TD823.49 [矿业工程—煤矿开采]
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职称材料
题名
近距离下煤层损伤基本顶破断规律及稳定性分析
被引量:
19
4
作者
何尚森
谢生荣
宋宝华
周殿奇
孙颜顶
韩帅
机构
中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第10期2596-2605,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(51234005
51504259)
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2011YZ02)
文摘
为掌握近距离下煤层损伤基本顶的破断、失稳规律,首先对下煤层基本顶的损伤类型进行了分类,提出了基本顶损伤量化的方法,之后采用理论分析对损伤基本顶的断裂长度进行了研究,并基于"砌体梁"的"S-R"理论研究了损伤基本顶的失稳规律。研究结果表明:1损伤造成基本顶提前断裂,断裂长度随损伤量的增大而减小,达到极限损伤量时基本顶随采随垮;2损伤基本顶更易发生"砌体梁"滑落失稳,损伤量越大滑落失稳的几率越大,铰接岩块挤压力的减小是造成上述现象的原因;3"砌体梁"铰接岩块挤压力的递减速度大于铰接面抗压强度递减速度,损伤基本顶反而不易发生"砌体梁"的回转失稳;4通过对晋华宫矿307盘区11号煤层8707工作面的矿压观测,验证了损伤基本顶断裂及失稳规律。
关键词
近距离煤层
损伤基本顶
底板损伤量
破断长度
失稳规律
Keywords
close distance seams
damage main roof
damage amout of floor
breaking length of damage main roof
laws of instability
分类号
TD323 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
脆性泥页岩椭圆形井眼坍塌规律分析
被引量:
3
5
作者
刘海龙
张磊
谢涛
张启龙
林家昱
机构
中海石油(中国)有限公司天津分公司
海洋石油高效开发国家重点实验室
出处
《石油机械》
北大核心
2020年第5期28-33,共6页
基金
“十三五”国家科技重大专项“渤海油田高效开发示范工程”(2016ZX05058)。
文摘
脆性泥页岩在钻井过程中受到钻头机械碰撞等容易造成井壁部分崩落,井眼形状偏离理想的圆形,按照圆形井眼研究地层坍塌规律会带来一定误差。为此,将真实井眼近似为椭圆形状,分析得到井壁应力分布模型,利用"弹性-应变软化-塑性"模型预测井壁坍塌压力,对影响脆性泥页岩直井井壁坍塌失稳因素进行敏感性分析,并利用有限元软件建模分析椭圆形井眼的塑性损伤破坏特性。研究结果表明:与常规圆形井眼相比,椭圆形井眼坍塌压力较高,且由于椭圆长轴端点处周向应力集中程度随椭圆度增加而增大,椭圆形井眼坍塌压力也随椭圆度的增大而进一步提高;脆性泥页岩塑性损伤破坏表现为局域化的破坏断裂带形式,而不是相对均匀的塑性区。研究结果对更好地认识脆性泥页岩的坍塌失稳机理有一定的指导意义。
关键词
脆性泥页岩
椭圆形井眼
坍塌
失稳规律
应变软化
椭圆度
Keywords
brittle mud shale
elliptical wellbore
collapse and instability law
strain softening
ellipticity
分类号
TE21 [石油与天然气工程—油气井工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
增幅疲劳荷载下双裂隙大理岩损伤劣化与失稳规律
厉飓洲
李鹏
蔡美峰
李长洪
王宇
《中南大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
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职称材料
2
基于管材缩径工艺的薄壁件成形起皱失稳共性规律研究
杜冰
关风龙
张鑫
谢军
赵长财
《燕山大学学报》
CAS
北大核心
2017
5
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职称材料
3
综放工作面端头区煤岩失稳垮落规律及放煤区域确定
时成忠
刘长友
李建伟
《煤炭工程》
北大核心
2017
3
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职称材料
4
近距离下煤层损伤基本顶破断规律及稳定性分析
何尚森
谢生荣
宋宝华
周殿奇
孙颜顶
韩帅
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
19
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职称材料
5
脆性泥页岩椭圆形井眼坍塌规律分析
刘海龙
张磊
谢涛
张启龙
林家昱
《石油机械》
北大核心
2020
3
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职称材料
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