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煤矿深部巷道碎胀大变形灾害控制及大变形灾变环境下TBM快速成巷技术
1
作者 刘泉声 刘滨 +14 位作者 唐彬 康永水 卢海峰 朱元广 黄兴 潘玉丛 邓鹏海 孙磊 唐永志 卢兴利 张程远 余宏淦 李培涛 雷一鸣 贾浩男 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期224-244,共21页
随着浅部煤炭资源逐步枯竭,煤炭开采不断向深部发展,我国东部矿区和中西部部分矿区已经进入深部开采阶段。然而,由于深部岩体的高地应力环境及采掘过程的强扰动效应,深部巷道大变形灾害频发,严重制约了深部煤炭资源的安全高效开发。如... 随着浅部煤炭资源逐步枯竭,煤炭开采不断向深部发展,我国东部矿区和中西部部分矿区已经进入深部开采阶段。然而,由于深部岩体的高地应力环境及采掘过程的强扰动效应,深部巷道大变形灾害频发,严重制约了深部煤炭资源的安全高效开发。如何有效控制巷道围岩稳定及提升掘进效率已成为深部煤炭开发面临的重大技术挑战,主要体现在:对深部巷道米级大变形灾变的机理认识尚不清晰;缺乏适用于深部巷道大变形灾害控制的理论与技术;缺乏适应大变形灾变环境的快速成巷技术。针对以上问题,围绕中东部典型矿区深部巷道米级大变形灾变机理、深部巷道大变形灾害控制理论及技术体系、大变形灾变环境下的快速成巷技术等方面展开了系统研究,取得了以下进展:提出了深部巷道围岩应力场和变形破裂导致的围岩结构扰动演化过程的探测表征方法,发展了深部巷道大变形灾变过程模拟分析的FDEM方法,揭示了深部巷道米级大变形灾害孕育形成的破裂碎胀-大位移运动机理;提出了由“应力恢复、围岩增强、固结修复、应力转移-承载圈控制”四项控制原理构成的深部围岩稳定性分步联合控制理论,建立了精准介入围岩结构与扰动应力场演化过程、多重手段分步协同的灾害控制理论与技术体系;研发出深部巷道大变形灾变环境下TBM安全高效掘进关键技术,发展了TBM掘进过程挤压变形卡机灾害预测控制方法,建立了深部煤系地层TBM系统适应性设计理论与评价决策体系。研究成果实现了典型矿区深部巷道碎胀大变形灾害的有效控制和安全高效掘进,解决了深部矿井采掘接替的技术难题。 展开更多
关键词 煤矿深部巷道 碎胀大变形灾害 灾变机理 控制理论与技术 TBM快速成巷
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地铁隧道涌水涌砂灾害特征及灾变模式分析
2
作者 郑顺华 王迎超 +3 位作者 陈帆 张政 李青理 冯子豪 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第1期152-166,共15页
为了探究地铁施工阶段隧道涌水涌砂灾害特征及灾变模式,统计中国2002—2019年的典型地铁隧道涌水涌砂灾害案例,从灾害发生特征、孕灾环境、致灾因素等方面分析灾害特征.结合灾害源的赋存环境、成因和形态以及工程条件,将地铁隧道涌水涌... 为了探究地铁施工阶段隧道涌水涌砂灾害特征及灾变模式,统计中国2002—2019年的典型地铁隧道涌水涌砂灾害案例,从灾害发生特征、孕灾环境、致灾因素等方面分析灾害特征.结合灾害源的赋存环境、成因和形态以及工程条件,将地铁隧道涌水涌砂致灾构造划分为3类(12型),即大型不良地质体(断层及软弱破碎区型、岩溶及地下河型、层间裂隙带型、风化深槽型、侵入岩脉型、水下含水砂层型)、含水砂层和软土地层(上覆/侵入软土型、上软下硬复合地层型、富水砂层型、空洞/水囊及淤泥型)、人工地下富水空间(地下输水管线型、充水废弃矿巷及防空洞型).基于土体失稳破坏力学特性,提出3种典型土质围岩地铁隧道涌水涌砂灾变模式,即滑移失效型、破断失效型、渗透失效型. 展开更多
关键词 地铁隧道 涌水涌砂 灾害特征 致灾构造 灾变模式
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动水驱动作用下边坡灾变防控研究综述
3
作者 张硕 张翰清 +3 位作者 张昕 姜彤 吴嘉绪 杨创维 《人民长江》 北大核心 2025年第2期134-143,151,共11页
降雨、库水位升降、外界振动等驱动因素造成的坡体失稳被称为动水驱动型边坡灾变。该类灾变随着大规模的基础设施建设而变得越来越突出,迫切需要对其力学响应机制、变形破坏过程及防控技术开展深入研究。从水作用下边坡失稳特征和力学... 降雨、库水位升降、外界振动等驱动因素造成的坡体失稳被称为动水驱动型边坡灾变。该类灾变随着大规模的基础设施建设而变得越来越突出,迫切需要对其力学响应机制、变形破坏过程及防控技术开展深入研究。从水作用下边坡失稳特征和力学过程出发,着重分析了库水位升降、降雨导致边坡失稳的微观机理,指出降雨等入渗作用下的坡体孔隙间的黏土矿物与可溶盐胶结物不断分解析出,对坡体结构产生促溶效应。进而从长期饱水作用、交通循环荷载以及岩土体介质的微观特征入手,归纳出动水驱动作用下边坡致灾的“六促效应”。在动水驱动致灾机理特征的基础上,对动水驱动下边坡灾变的各类分析方法的适用性及优势进行了总结。最后,对边坡灾变防控技术,包括控水减灾技术、坡面工程防护技术、边坡植被减灾技术3方面的研究现状进行了梳理,揭示了边坡控水减灾技术模式。研究成果对重大工程的建设安全和边坡的监测预警具有重要意义。 展开更多
关键词 边坡灾变 降水 库水位升降 动水驱动作用 水化学作用 促溶效应 边坡防护技术
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煤岩蠕变试验及其灾变模型
4
作者 许刚刚 谷拴成 +2 位作者 王晓东 冯龙飞 刘小宇 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2024年第2期366-378,共13页
为全面揭示煤岩长历时蠕变破坏机制,开展了长历时煤岩单轴压缩分级蠕变声发射试验,分析了不同应力水平下煤岩蠕变变形和声发射规律,在此基础上,把临界幂律灾变函数引入理想黏弹塑性体,并与Burgers体串联,建立煤岩灾变蠕变模型。结果表明... 为全面揭示煤岩长历时蠕变破坏机制,开展了长历时煤岩单轴压缩分级蠕变声发射试验,分析了不同应力水平下煤岩蠕变变形和声发射规律,在此基础上,把临界幂律灾变函数引入理想黏弹塑性体,并与Burgers体串联,建立煤岩灾变蠕变模型。结果表明:煤岩单轴蠕变经历减速、稳定和加速蠕变3个阶段,声发射参数的变化规律能很好地反映煤岩蠕变3个阶段的变形特征;减速蠕变阶段内声发射事件较活跃,稳定蠕变阶段内低应力水平下声发射活动比中应力水平多,当从稳定蠕变阶段到加速蠕变阶段时,煤岩突然宏观脆性破坏,应变发生突变,声发射突然增大,呈现灾变破坏特征;高应力水平下的减速和稳定蠕变阶段煤岩内部裂隙充分且均匀发育,最终导致煤岩发生粉碎性的灾变破坏,这一破坏特征不同于单轴压缩破坏的剪切破坏;煤岩灾变蠕变模型能全面体现煤岩减速、稳定和加速蠕变阶段,已有几种非线性蠕变模型预测高应力水平蠕变试验结果相关系数最大为0.74,而灾变蠕变模型预测的相关系数大于0.97。岩石蠕变试验数据拟合结果表明灾变模型能够很好地描述各类岩石蠕变过程,临界幂律指数β对灾变破坏起控制作用,随着β的不断增大,岩石蠕变也从渐进式破坏转变为灾变破坏,从而验证了此煤岩灾变蠕变模型的正确性和适用性。 展开更多
关键词 煤岩 蠕变试验 声发射 加速蠕变 灾变 非线性
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路基边坡灾变的动态分析及治理措施
5
作者 张景亮 《交通世界》 2024年第18期84-86,共3页
为防范山区丘陵地段边坡滑坡灾害,客观评估路堑边坡滑坡变形机制,以某高速公路K4+905—K5+080段为研究对象,利用数值模拟分析与现场宏观迹象调查评估结合的方法,动态分析其左侧路堑边坡滑坡灾害演变过程,探究边坡加固方案失效诱因,并基... 为防范山区丘陵地段边坡滑坡灾害,客观评估路堑边坡滑坡变形机制,以某高速公路K4+905—K5+080段为研究对象,利用数值模拟分析与现场宏观迹象调查评估结合的方法,动态分析其左侧路堑边坡滑坡灾害演变过程,探究边坡加固方案失效诱因,并基于项目实践确定目标路段,提出路堑边坡滑坡治理的可行措施及其加固效果,供同类工程参考。 展开更多
关键词 高速公路项目 路堑边坡灾变 灾变机理 治理措施
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考虑渐进灾变特性的高拱坝变形性态诊断方法
6
作者 杨光 赵阿辉 +4 位作者 吴邦彬 黄振栋 左良育 陈光煜 李宗儒 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2024年第2期66-71,共6页
针对高拱坝变形性态诊断已有方法的局限性,考虑变形失稳过程的渐进灾变特性,结合现代坝工学、力学和数学理论,提出了一种新的诊断方法。该方法在表征水压、温变和时效变形的基础上标定高拱坝的弹性变形状态,借助信息熵理论建立个体诊断... 针对高拱坝变形性态诊断已有方法的局限性,考虑变形失稳过程的渐进灾变特性,结合现代坝工学、力学和数学理论,提出了一种新的诊断方法。该方法在表征水压、温变和时效变形的基础上标定高拱坝的弹性变形状态,借助信息熵理论建立个体诊断指标,依据投影寻踪法优化获取个体贡献度,据此构建群体诊断指标,并基于典型小概率原理拟定诊断控制值,提出了群体正常、群体基本正常、个体异常、群体异常、群体恶化的诊断准则。工程实例检验结果表明,该方法有效地刻画了渐进灾变过程,适用于尚未遭遇最不利荷载的情况。 展开更多
关键词 高拱坝 变形性态诊断 渐进灾变特性 信息熵 典型小概率原理
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地震作用下可液化地层诱发铁路路基灾变预测研究
7
作者 司崇廷 贾国辉 +1 位作者 原庆华 马超 《石家庄铁道大学学报（自然科学版）》 2024年第3期55-61,共7页
为预测地震作用下铁路路基下方可液化地层的液化可能性及路基震后行车安全性,以安徽铜陵港江北港铁路专用线工程为依托,建立路基三维数值仿真模型,对地震作用下可液化地层的孔压比及道床顶面中心处变形的变化规律进行研究,分析地震烈度... 为预测地震作用下铁路路基下方可液化地层的液化可能性及路基震后行车安全性,以安徽铜陵港江北港铁路专用线工程为依托,建立路基三维数值仿真模型,对地震作用下可液化地层的孔压比及道床顶面中心处变形的变化规律进行研究,分析地震烈度及可液化地层埋深对其液化可能性的影响,进而通过道床变形对路基震后行车安全性进行预测.研究发现,当可液化地层埋深小于5m且当地震烈度超过6度时,道床变形将危害路基震后行车安全性;当地震烈度超过7度时,由于可液化地层完全液化失去抗剪强度,路基有发生完全失稳的灾变风险.应在施工期对液化可能性较大的可液化土体进行抗液化处理. 展开更多
关键词 地震 可液化土 铁路路基 灾变预测
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语言“灾变”:40年来新诗批评史话语解套的逻辑
8
作者 李森 《当代作家评论》 CSSCI 北大核心 2024年第4期189-198,共10页
荷尔德林用“灾变”(Catastrophe)这个概念讨论索福克勒斯《俄狄浦斯》和《安提戈涅》中,两位英雄在“崇高时刻”被命运终结的悲剧。夏可君以“灾变”为文眼,讨论海子的诗歌,撰写《“计算的法度”:日记的绝对性——从荷尔德林与策兰出... 荷尔德林用“灾变”(Catastrophe)这个概念讨论索福克勒斯《俄狄浦斯》和《安提戈涅》中,两位英雄在“崇高时刻”被命运终结的悲剧。夏可君以“灾变”为文眼,讨论海子的诗歌,撰写《“计算的法度”:日记的绝对性——从荷尔德林与策兰出发》一文。 展开更多
关键词 索福克勒斯 《安提戈涅》 荷尔德林 新诗批评 海子的诗 策兰 灾变 绝对性
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昔格达地层隧道围岩灾变特征及致灾因子研究 被引量：12
9
作者 王志杰 周平 +4 位作者 徐海岩 侯伟名 雷飞亚 王李 刘川昆 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2017年第11期67-75,共9页
研究目的:西南地区面积分布较为广阔的昔格达地层,因其遇水易泥化等特点严重影响着成昆铁路沿线隧道工程的建设,因此对其展开研究具有一定的现实与工程意义。本文对昔格达地层隧道围岩破坏形态进行现场调研,通过现场采样、室内试验、数... 研究目的:西南地区面积分布较为广阔的昔格达地层,因其遇水易泥化等特点严重影响着成昆铁路沿线隧道工程的建设,因此对其展开研究具有一定的现实与工程意义。本文对昔格达地层隧道围岩破坏形态进行现场调研,通过现场采样、室内试验、数值模拟、现场监测和理论分析等手段对昔格达地层隧道围岩灾变特征与致灾因子进行深入研究。研究结论:(1)隧道穿越昔格达地层出现灾变数量多,尤其出现拱顶沉降、水平收敛过大、仰拱隆起基底突泥和掌子面塌方等典型灾变模式;(2)昔格达地层隧道围岩含水率在0%~25%范围内时,拱顶沉降、水平收敛、仰拱隆起和掌子面挤出变形等位移变化趋势较为一致,开挖过程中随着含水率的逐渐增大,隧道围岩变形越来越明显,当含水率从25%渐变到30%时,各部位的位移变化急剧增大,含水率在30%时,隧道各部位的累积沉降值达到隧道灾变状态,因此可将含水率25%定为昔格达地层隧道灾变临界值,含水率30%定为昔格达地层隧道围岩灾变值;(3)通过建立灾变因子指标体系,构造判断矩阵并赋值,利用层次分析法确定各因子的权重,灾变源因子影响权重最大的为昔格达地层自身地质及岩体力学性质因子0.625 0,其次是水文地质因子0.238 5,水文地质因子主要为地下水指标影响最大;(4)本研究结论可为西南地区昔格达地层隧道安全快速施工提供指导。 展开更多
关键词 昔格达地层隧道 含水率 灾变特征 灾变因子
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公路边坡灾变过程历时动态分析及治理措施探讨
10
作者 杨兴文 《交通世界》 2024年第15期111-113,共3页
公路路堑边坡稳定性直接影响公路安全运营。山区公路受地形复杂、施工扰动、降雨侵蚀等因素的影响,易发生路堑边坡滑塌。因此分析路堑边坡的灾变过程,揭示其灾变机理,对于保障公路工程的安全具有重要意义。以某公路K4+905—K5+080段路... 公路路堑边坡稳定性直接影响公路安全运营。山区公路受地形复杂、施工扰动、降雨侵蚀等因素的影响,易发生路堑边坡滑塌。因此分析路堑边坡的灾变过程,揭示其灾变机理,对于保障公路工程的安全具有重要意义。以某公路K4+905—K5+080段路堑边坡为研究对象。利用有限元软件RS2对边坡的开挖、反压体拆除、降雨等不同工况下的稳定性进行模拟计算,分析了边坡的失稳过程、主要原因,根据边坡的特点、现状提出了综合处治措施,评价其治理效果,验证措施的可行性,希望能为同类工程的边坡灾变分析治理提供参考。 展开更多
关键词 路堑边坡 灾变机理 反压体
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城市隧道施工诱发的地面塌陷灾变机制及其控制 被引量：117
11
作者 张成平 张顶立 +2 位作者 王梦恕 李倩倩 刘胜春 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S1期303-309,共7页
基于国内城市隧道施工过程中地面塌陷事故频发的现状,结合地面塌陷事故案例,对城市隧道施工诱发的地面塌陷灾变机制及其控制技术进行了研究。通过对北京地铁隧道施工诱发的44起安全事故统计发现:地面塌陷事故共16起,占全部事故的36%,所... 基于国内城市隧道施工过程中地面塌陷事故频发的现状,结合地面塌陷事故案例,对城市隧道施工诱发的地面塌陷灾变机制及其控制技术进行了研究。通过对北京地铁隧道施工诱发的44起安全事故统计发现:地面塌陷事故共16起,占全部事故的36%,所占比例较高;通过对国内城市隧道施工引起的29起地面塌陷事故统计发现:管线渗漏和不良地质体是诱发地面塌陷的主要因素,两者诱发的事故合计比例高达69%,因此也是地面塌陷防控的关键性因素。根据案例统计分析结果,将地面塌陷的形成方式划分为3种类型,分别为:隧道施工直接导致上覆地层失稳破坏形成的地面塌陷,隧道施工导致地层中不良地质体破坏而形成的地面塌陷,以及隧道施工导致管线渗漏水恶化而引发的地面塌陷。采用理论分析和数值模拟揭示了城市隧道施工诱发地面塌陷的灾变机制及其演化规律,在此基础上提出了城市隧道施工过程中地面塌陷的控制技术。 展开更多
关键词 城市隧道施工 地面塌陷 安全事故 灾变机制 统计分析
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断层破碎带隧道突水突泥灾变演化模型试验研究 被引量：38
12
作者 王德明 张庆松 +2 位作者 张霄 王凯 谭英华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期2851-2860,共10页
为研究断层破碎带隧道开挖扰动作用下突水、突泥灾变演化过程,建立了三维地质模型试验系统,以江西永莲隧道F2断层突水、突泥灾害为例,通过大量的材料配比及物理力学性能参数测试,研制出适用于流-固耦合模型试验的新型断层及正常围岩相... 为研究断层破碎带隧道开挖扰动作用下突水、突泥灾变演化过程,建立了三维地质模型试验系统,以江西永莲隧道F2断层突水、突泥灾害为例,通过大量的材料配比及物理力学性能参数测试,研制出适用于流-固耦合模型试验的新型断层及正常围岩相似材料,对隧道突水、突泥灾害进行研究。试验结果有效地揭示了无支护条件下断层破碎带隧道的洞周位移、渗流压力、应力-应变以及突出物质量等特征参数对时效性的响应规律。随着时间的增长,渗流压力整体呈上升趋势,越靠近开挖面其波动范围及幅度越大;突出物质量在发生突水、突泥灾害前出现短时减小后迅速增加;洞周围岩拱顶以竖向位移为主,而拱腰以水平位移为主;在相同相应力状态下,拱腰位置应变比拱顶位置大。将试验灾变特征与现场实际演化过程进行对比分析,两者结果较为吻合。该系统可广泛应用于其他地下工程的模型试验研究,其研究方法及结果对类似工程研究具有一定的指导和借鉴意义。 展开更多
关键词 断层破碎带 突水突泥 灾变演化 模型试验
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采空区坚硬顶板破断机理与灾变塌陷研究 被引量：102
13
作者 王金安 尚新春 +1 位作者 刘红 侯志鹰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期850-855,共6页
以坚硬顶板下的房柱式和条带式采矿工程为背景,建立了表征采空区内矿柱支撑顶板的弹性基础板力学模型,研究顶板不同阶段的破断模式与突变失稳的力学过程.研究表明:当煤柱的有效承载面积逐渐减小到临界值时,非线性控制参数即可穿越分岔点... 以坚硬顶板下的房柱式和条带式采矿工程为背景,建立了表征采空区内矿柱支撑顶板的弹性基础板力学模型,研究顶板不同阶段的破断模式与突变失稳的力学过程.研究表明:当煤柱的有效承载面积逐渐减小到临界值时,非线性控制参数即可穿越分岔点集,顶板位移突跳产生极限点失稳,煤柱-顶板系统出现突然塌陷失稳. 展开更多
关键词 坚硬顶板 破断 灾变 塌陷
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青藏高原重大滑坡动力灾变与风险防控关键技术研究 被引量：26
14
作者 邓建辉 戴福初 +1 位作者 文宝萍 姚鑫 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1-8,共8页
青藏高原是全球地质环境最脆弱的地区之一,地质条件复杂,地壳隆升、高地应力、地震、冻融、暴雨等内外动力强烈,重大滑坡频发,链生灾害剧烈。滑坡问题已严重影响川藏铁路、水能资源开发等国家重大工程建设,威胁区域居民人身与财产安全。... 青藏高原是全球地质环境最脆弱的地区之一,地质条件复杂,地壳隆升、高地应力、地震、冻融、暴雨等内外动力强烈,重大滑坡频发,链生灾害剧烈。滑坡问题已严重影响川藏铁路、水能资源开发等国家重大工程建设,威胁区域居民人身与财产安全。2018年金沙江上游连续发生的白格“10.10”和“11.3”滑坡堵江事件即为典型案例。然而,目前理论上对青藏高原重大滑坡的孕灾环境与成灾机制认识不清,技术上不能对重大滑坡进行早期识别和有效风险防控,不能有效地为该地区重大滑坡灾害的灾前防控、灾后救灾提供科技支撑。针对上述问题,以地质条件最复杂、内外动力作用最强烈、滑坡灾害最频繁的青藏高原东南三江流域为重点研究区,采用多学科综合交叉融合的方法,从滑坡的成因机制入手,破解其链生演化难题,提出早期识别与风险防控体系;通过解决青藏高原重大滑坡孕育的内外动力耦合作用机制、青藏高原重大滑坡及其灾害链的动力学机制等科学问题,以及青藏高原重大滑坡的遥感早期识别与监测、基于重大滑坡动力过程的动态风险评估与防控等技术问题,最终形成青藏高原重大滑坡成因理论、防控技术和综合减灾技术示范。 展开更多
关键词 青藏高原 滑坡 高速远程滑坡 堵江滑坡 动力灾变 防控技术
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大型高尾矿坝灾变机制与防控方法 被引量：35
15
作者 杨春和 张超 +3 位作者 李全明 于玉贞 马昌坤 段志杰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期1-17,共17页
大型高尾矿库隐患治理是"十三五"期间遏制重特大事故的重要任务和重点工程之一。高应力下尾矿材料的细观结构和宏观力学特性演化、大型尾矿坝沉积规律及复杂条件下高尾矿坝的劣化理论是其中的关键问题。为揭示尾矿细观结构特... 大型高尾矿库隐患治理是"十三五"期间遏制重特大事故的重要任务和重点工程之一。高应力下尾矿材料的细观结构和宏观力学特性演化、大型尾矿坝沉积规律及复杂条件下高尾矿坝的劣化理论是其中的关键问题。为揭示尾矿细观结构特性,对尾矿材料进行了光学显微镜观察、电镜扫描和CT扫描处理,建立了尾矿材料的三维重构模型;为揭示高压下尾矿材料的力学特性,对尾矿进行了高应力三轴试验、高应力渗透固结联合试验,研究了高应力下尾矿材料的强度、渗透和固结特性;为揭示尾矿的沉积特性,进行了尾矿材料的大型模型试验,得到了矿浆流动、淤积形态、尾矿料物理力学性质的空间分布以及夹层结构在空间内的分布规律;为揭示高尾矿坝的失稳机制,通过理论分析与数值模拟,对高压下尾矿的强度准则进行了讨论,高尾矿坝的稳定性分析建议使用强度折减法;为揭示尾矿的排渗设施淤堵机制与服役性能,进行了尾矿-土工布渗透试验以及微观观测,发现细粒尾矿更容易产生物理淤堵,且化学淤堵程度与溶液中离子的种类和浓度有关;为了推进尾矿坝风险管控技术,搭建了尾矿库重大风险评估监测系统平台,以便实现尾矿库基础数据的提取、实时风险预警等智能化功能。通过以上坝体劣化理论研究、溃坝灾害评估与预警,提升了我国大型高尾矿库筑坝与灾害防控水平。 展开更多
关键词 高尾矿坝 灾变机制 防控方法 三维重构 力学特性 稳定性 监测系统
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高强度开采工作面煤岩灾变的推进速度效应分析 被引量：41
16
作者 杨胜利 王兆会 +1 位作者 蒋威 杨敬虎 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期586-594,共9页
高强度开采工作面煤岩灾变存在冲击特征,采场围岩控制困难。采用室内试验、理论分析及数值模拟等综合研究方法,分析高强度开采条件下煤岩变形破坏和围岩应变能分布特征,并揭示采场煤岩动力灾变发生机制。研究表明:煤岩属于率相关材料,... 高强度开采工作面煤岩灾变存在冲击特征,采场围岩控制困难。采用室内试验、理论分析及数值模拟等综合研究方法,分析高强度开采条件下煤岩变形破坏和围岩应变能分布特征,并揭示采场煤岩动力灾变发生机制。研究表明:煤岩属于率相关材料,随着加载速率的提高,受压煤岩破坏形式由静态变为动力破坏,在后破坏阶段,存储于煤岩中的应变能降低形式以塑性功耗散转变为整体破坏后的快速释放,破坏用时减小;随着工作面推进速度提高,煤壁前方煤体中最大主应力加载速率和最小主应力卸载速率均增大,浅部煤体应变能密度升高,致使围岩发生动力灾变概率和危害程度升高;基本顶突然断裂和滑落,将贮存于顶板中的应变能快速释放并向下位煤岩传递,使煤层中应变能密度迅速升高,促使煤岩发生动压冲击性煤壁破坏;基本顶断裂前、后,煤体中应变能密度峰值点之间距离为超前段回采巷道动力灾变危险区,是采场围岩控制的重点区域。 展开更多
关键词 高强度采场 煤岩 灾变 应变能密度 推进速度
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矿井突水灾变过程电阻率约束反演成像实时监测模拟研究 被引量：29
17
作者 刘斌 李术才 +4 位作者 聂利超 王静 李利平 刘征宇 宋杰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1722-1731,共10页
为实现矿井突水灾变的实时监测与灾变前兆的预警,提出了突水灾变过程电阻率约束反演成像实时监测方法。首先,将表征网格电阻率变化范围的不等式约束施加到电阻率反演成像方程中,并设计了快速反演算法,有效地改善了反演的多解性与计算效... 为实现矿井突水灾变的实时监测与灾变前兆的预警,提出了突水灾变过程电阻率约束反演成像实时监测方法。首先,将表征网格电阻率变化范围的不等式约束施加到电阻率反演成像方程中,并设计了快速反演算法,有效地改善了反演的多解性与计算效率,据此建立了电阻率约束反演成像实时监测方法。同时,开展了隐伏断层底板突水约束反演成像实时监测的数值试验,利用灰度相关系数理论定量评价了突水过程中的电阻率反演图像主要响应特征:表现为反演图像中岩层断裂、突水通道形成等重要事件及图像灰度相关性系数的基本持续单调发展或信息突变。最后,将实时监测方法应用到矿井突水物理模拟试验中,实现了对裂隙萌生、扩展、岩层断裂等重要突水过程的较真实动态成像,提前813 s准确捕捉到灾变前兆信息,表明电阻率约束反演成像实时监测方法用于突水灾害监测与预警具有良好的可行性。 展开更多
关键词 矿井突水 实时监测 电阻率约束反演成像 灾变前兆 灰度相关性系数 定量分析
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大型地下洞室群地震动力灾变研究综述 被引量：12
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作者 崔臻 盛谦 +3 位作者 冷先伦 朱泽奇 张玉敏 杨继华 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2013年第5期606-616,共11页
总结了大型地下洞室群地震动力灾变研究中的若干重要问题的研究进展,包括4个方面:大型地下洞室群地震动力灾变模式的分类、地震动力灾变诱发因素的辨识、现有地震响应的分析方法的简介、以及地震动力灾变过程模拟及控制方法的进展。在... 总结了大型地下洞室群地震动力灾变研究中的若干重要问题的研究进展,包括4个方面:大型地下洞室群地震动力灾变模式的分类、地震动力灾变诱发因素的辨识、现有地震响应的分析方法的简介、以及地震动力灾变过程模拟及控制方法的进展。在对现有研究成果进行评述的基础上指出了需要解决的问题和今后的发展方向,包括大型地下洞室群的地震监测、室内模型试验及现场原型动力特性观测、大型地下洞室群地震动输入机制、地震作用下的岩体动力本构模型,以及大型地下洞室群地震动力灾变准则、大型地下洞室群地震动灾变控制措施、研究成果的共识和规范化等。希望此文可为今后的相关工作提供一定的参考和依据。 展开更多
关键词 大型地下洞室群 地震动力灾变 地震响应 研究综述 展望
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智能化高强度开采超长工作面围岩灾变预警技术 被引量：18
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作者 范志忠 潘黎明 +1 位作者 徐刚 尹希文 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期125-130,共6页
针对高强度开采工作面矿压显现剧烈,难以精准预测,围岩控制手段薄弱等一系列技术难题,提出基于顶板状态动态感知、片帮形态实时判识及采场多源监测信息相融合的智能化工作面围岩灾变预警策略;开发了工作面顶板状态实时监测与动态感知技... 针对高强度开采工作面矿压显现剧烈,难以精准预测,围岩控制手段薄弱等一系列技术难题,提出基于顶板状态动态感知、片帮形态实时判识及采场多源监测信息相融合的智能化工作面围岩灾变预警策略;开发了工作面顶板状态实时监测与动态感知技术,实现了顶板来压位置、持续时间及来压强度的模式识别;研发基于大数据平台的矿压数据智能自学习技术,结合岩层柱状图可实时反演覆岩关键层断裂、结构形成及失稳等状态,实现工作面顶板大面积来压的精准预测;研发基于三维激光扫描的煤壁稳定性判识技术,可实现煤壁位移变化及节理裂隙演化进程的高精度监测,还可对煤壁失稳后片帮体的形态、位置及片帮强度实现定量化描述,突破以往工作面大面积来压和煤壁片帮无法准确预测的难题;进一步将采煤机割煤速度、支架工作阻力与瓦斯体积分数等采场多源监测信息相互融合,构建工作面回采工艺与煤壁片帮、瓦斯不均衡涌出、顶板大面积失稳垮落耦合联动的智能感知系统;该技术思路在阳煤集团寺家庄矿15106智能化超长工作面得到成功验证,保障了工作面安全。 展开更多
关键词 智能化开采 围岩灾变 煤壁片帮 矿压显现 监测预警 智能矿山
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基于马尔可夫过程的改进残差灰色灾变预测模型研究 被引量：17
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作者 张瑞 迟道才 +2 位作者 王晓瑜 李炎 石丽忠 《中国农村水利水电》 北大核心 2008年第1期7-10,共4页
洪涝是对人类社会危害较大的一种自然灾害,洪涝严重影响农业生产和生态平衡。介绍了传统残差灰色模型的基本原理和建立方法;并介绍了马尔可夫预测法,它是应用概率论中马尔可夫链的理论和方法来研究分析有关数据的变化规律,并由此预测未... 洪涝是对人类社会危害较大的一种自然灾害,洪涝严重影响农业生产和生态平衡。介绍了传统残差灰色模型的基本原理和建立方法;并介绍了马尔可夫预测法,它是应用概率论中马尔可夫链的理论和方法来研究分析有关数据的变化规律,并由此预测未来变化趋势的一种方法。针对灰色残差模型中存在的问题对该模型进行了改进,运用马尔可夫状态转移矩阵来判断残差预测值在k>n时的符号,提高了预测精度。用辽阳地区50年的年降水量作为历史数据,取定灾变序列,建立涝灾预测模型,结果表明,新模型算法简单,精度较高,比传统的灰色模型效果更好,为涝灾预测提供一种行之有效的方法,对防灾减灾具有极其重要的现实意义。 展开更多
关键词 灰色模型 残差 马尔可夫 状态矩阵 灾变预测
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