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煤岩组合体界面效应与渐进失稳特征试验
被引量:
46
1
作者
杨科
刘文杰
+3 位作者
窦礼同
池小楼
魏祯
付强
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期1691-1700,共10页
煤岩体组合特征决定着煤和岩石组合形成整体结构的变形失稳,为分析煤岩高比对煤岩组合体受载时力学特性、能量转化规律与失稳破坏特征的影响,制作了3种高比的“岩-煤-岩”(RCR)组合试件,开展了煤岩组合试件的单轴压缩试验和PFC2D数值模...
煤岩体组合特征决定着煤和岩石组合形成整体结构的变形失稳,为分析煤岩高比对煤岩组合体受载时力学特性、能量转化规律与失稳破坏特征的影响,制作了3种高比的“岩-煤-岩”(RCR)组合试件,开展了煤岩组合试件的单轴压缩试验和PFC2D数值模拟试验,并基于RCR组合体声发射信号和宏观破坏特征分析,获得了组合体界面效应影响下的渐近失稳特征和声发射能量演化规律。研究结果表明:煤岩组合体的损伤破坏表现出渐近非连续特征,损伤破坏首先在煤岩组合体的煤体中发生、发展,煤体裂纹发育至煤岩交界面时被阻隔,受煤岩组合体界面效应的影响和裂纹尖端强应力链的持续集聚,裂纹最终从煤体扩展至岩石中煤岩组合体发生整体性瞬时破坏;随煤岩高比增大,组合体单轴抗压强度、弹性模量、宏观起裂破坏时间和瞬时失稳破坏时间均呈降低趋势且瞬时破坏时动力显现也逐渐被弱化。由于RCR组合体结构和弹性储能的差异性,导致裂纹在煤岩组合体中的扩展能力、速度和角度不同,进而组合体呈现出不同的破坏形态,但组合体破坏形式具有相似性,其中煤体以剪切破坏为主,顶底板砂岩以劈裂破坏为主。在煤岩组合体渐进破坏过程中煤体的破坏诱导了顶底板砂岩的破坏,而砂岩的破坏加剧了煤体的损伤破坏程度和瞬时破坏时动力显现强度,形成了煤体砂岩破坏互馈机制。RCR组合体受载时声发射信号有明显的时段性特征,当RCR组合体发生整体失稳时,声发射信号频率较低,声发射能量值达到历史最大,根据煤岩组合体声发射前兆信息的时频、时空规律性特征可对煤岩动力灾害孕育与发生进行实时监测,实现煤岩动力灾害的精准感知与超前预警。
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关键词
能量转化规律
界面效应
裂纹扩展
渐进
非
连续
破坏
特征
失稳破坏机理
动力灾害防控
在线阅读
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职称材料
沥青混合料单轴压缩试验的离散元仿真
被引量:
46
2
作者
王端宜
赵熙
《华南理工大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第7期37-41,共5页
为突破常规数值方法基于连续性的理想假设,进行了沥青混合料单轴压缩试验的离散元模拟,给出了与实际试验相符的本构行为,并针对模型细观参数对沥青混合料本构行为的影响进行了研究.结果表明:在其它参数不变的情况下,随接触刚度的增加,...
为突破常规数值方法基于连续性的理想假设,进行了沥青混合料单轴压缩试验的离散元模拟,给出了与实际试验相符的本构行为,并针对模型细观参数对沥青混合料本构行为的影响进行了研究.结果表明:在其它参数不变的情况下,随接触刚度的增加,试件的峰值强度增加,出现峰值强度时对应的应变降低;随摩擦系数的增加,试件的峰值强度增加;随接触粘结强度的增加,试件峰值强度增加,峰值强度对应的轴应变也增加;随平行粘结半径的增加,试件峰值强度增加,且峰值后应力-应变曲线的软化现象更趋于明显.
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关键词
沥青混合料
非连续特征
离散单元法
单轴压缩试验
应力-应变曲线
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职称材料
题名
煤岩组合体界面效应与渐进失稳特征试验
被引量:
46
1
作者
杨科
刘文杰
窦礼同
池小楼
魏祯
付强
机构
安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室
合肥综合性国家科学中心能源研究院
安徽理工大学煤炭安全精准开采国家地方联合工程研究中心
安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期1691-1700,共10页
基金
国家重点研发计划资助项目(2017YFC0805202)
安徽省“115”产业创新团队资助项目。
文摘
煤岩体组合特征决定着煤和岩石组合形成整体结构的变形失稳,为分析煤岩高比对煤岩组合体受载时力学特性、能量转化规律与失稳破坏特征的影响,制作了3种高比的“岩-煤-岩”(RCR)组合试件,开展了煤岩组合试件的单轴压缩试验和PFC2D数值模拟试验,并基于RCR组合体声发射信号和宏观破坏特征分析,获得了组合体界面效应影响下的渐近失稳特征和声发射能量演化规律。研究结果表明:煤岩组合体的损伤破坏表现出渐近非连续特征,损伤破坏首先在煤岩组合体的煤体中发生、发展,煤体裂纹发育至煤岩交界面时被阻隔,受煤岩组合体界面效应的影响和裂纹尖端强应力链的持续集聚,裂纹最终从煤体扩展至岩石中煤岩组合体发生整体性瞬时破坏;随煤岩高比增大,组合体单轴抗压强度、弹性模量、宏观起裂破坏时间和瞬时失稳破坏时间均呈降低趋势且瞬时破坏时动力显现也逐渐被弱化。由于RCR组合体结构和弹性储能的差异性,导致裂纹在煤岩组合体中的扩展能力、速度和角度不同,进而组合体呈现出不同的破坏形态,但组合体破坏形式具有相似性,其中煤体以剪切破坏为主,顶底板砂岩以劈裂破坏为主。在煤岩组合体渐进破坏过程中煤体的破坏诱导了顶底板砂岩的破坏,而砂岩的破坏加剧了煤体的损伤破坏程度和瞬时破坏时动力显现强度,形成了煤体砂岩破坏互馈机制。RCR组合体受载时声发射信号有明显的时段性特征,当RCR组合体发生整体失稳时,声发射信号频率较低,声发射能量值达到历史最大,根据煤岩组合体声发射前兆信息的时频、时空规律性特征可对煤岩动力灾害孕育与发生进行实时监测,实现煤岩动力灾害的精准感知与超前预警。
关键词
能量转化规律
界面效应
裂纹扩展
渐进
非
连续
破坏
特征
失稳破坏机理
动力灾害防控
Keywords
energy conversion law
meso-damage characteristic
discontinuous damage
crack propagation
failure mechanism
dynamic disaster prevention
分类号
TD315 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
沥青混合料单轴压缩试验的离散元仿真
被引量:
46
2
作者
王端宜
赵熙
机构
华南理工大学土木与交通学院
出处
《华南理工大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第7期37-41,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(50878090)
文摘
为突破常规数值方法基于连续性的理想假设,进行了沥青混合料单轴压缩试验的离散元模拟,给出了与实际试验相符的本构行为,并针对模型细观参数对沥青混合料本构行为的影响进行了研究.结果表明:在其它参数不变的情况下,随接触刚度的增加,试件的峰值强度增加,出现峰值强度时对应的应变降低;随摩擦系数的增加,试件的峰值强度增加;随接触粘结强度的增加,试件峰值强度增加,峰值强度对应的轴应变也增加;随平行粘结半径的增加,试件峰值强度增加,且峰值后应力-应变曲线的软化现象更趋于明显.
关键词
沥青混合料
非连续特征
离散单元法
单轴压缩试验
应力-应变曲线
Keywords
asphalt mixture
discontinuous character
discrete element method
uniaxial compression test
stress-strain curve
分类号
U416.217 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
煤岩组合体界面效应与渐进失稳特征试验
杨科
刘文杰
窦礼同
池小楼
魏祯
付强
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
46
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
沥青混合料单轴压缩试验的离散元仿真
王端宜
赵熙
《华南理工大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009
46
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职称材料
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0
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