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题名充填体破坏特征的聚类分析及数值模拟
被引量：2
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作者
陈兵
刘忠平
高亮
张哲鹏
翟迪
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机构
陕西陕煤榆北煤业有限公司榆林信息化运维分公司
陕西开拓新矿业工程有限公司
西安绿色矿业研究院有限公司
陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司
西安科技大学能源学院
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出处
《矿业安全与环保》
CAS
北大核心
2024年第4期117-126,共10页
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基金
国家自然科学基金项目(52074208,51874230)。
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文摘
充填体破坏是影响矿山安全稳定的重要因素之一。为研究充填体的破坏特征,采用室内实验、机器学习层次聚类分析及数值模拟等方法,对矸石胶结充填体(GCPB)裂纹演化的全状态进行了研究。结果表明:当GCPB试样PC-5、PC-10、PC-15、PC-20的特征键平均键长能量分别大于35、50、60、150 ms·mV时,出现宏观主裂纹面,且主裂纹破坏面随水泥掺量的增加由张拉破坏面向剪切破坏面转变;破坏过程中特征键子集尺度Ω与损伤变量D之间呈负线性相关关系,Ω可表征充填体损伤演化程度;在应力达到峰值应力和破坏后残余强度前键长值特征空间相关长度ξ表现为明显增长,为充填体宏观损伤的开始及第1次破坏结束的前兆特征;通过颗粒流程序(PFC)数值模拟,可以有效观测到裂纹的类型和变化规律,数值模拟结果与聚类分析结果一致。
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关键词
矸石胶结充填体
破坏特征
聚类分析
声发射
单键群方法
损伤变量
空间相关长度
数值反分析
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Keywords
gangue cemented paste backfill
damage characteristic
cluster analysis
acoustic emission
single-linkage cluster method
damage variable
spatial correlation length
numerical inverse analysis
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分类号
TD823
[矿业工程—煤矿开采]
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