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大变幅加卸载下特厚煤层底板断层突水机理模拟研究
被引量：
6
1
作者
李浩
朱开鹏
+2 位作者
郭国强
周杨
康志勤
《煤田地质与勘探》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期118-128,共11页
特厚煤层采场空间大、扰动范围广,强烈大变幅荷载易导致底板断层破裂加剧并诱发水害。数值模拟是揭示特厚煤层底板断层活化与突水机理的重要方法,准确反映大变幅加卸载下岩体破裂与裂隙水耦合特征是其合理性的关键。构建损伤变量与塑性...
特厚煤层采场空间大、扰动范围广,强烈大变幅荷载易导致底板断层破裂加剧并诱发水害。数值模拟是揭示特厚煤层底板断层活化与突水机理的重要方法,准确反映大变幅加卸载下岩体破裂与裂隙水耦合特征是其合理性的关键。构建损伤变量与塑性应变、应力之间的相关关系,得到完整岩块的拉、加压卸载损伤演化方程;以平方拉剪应力与Benzeggagh-Kenane为初始、完全断裂准则,建立塑性位移与强度劣化关系,建立加卸载韧性断裂本构关系;基于实验数据建立贯通裂隙加卸载剪切本构关系。以基本方程与状态方程为基础,结合浸没边界方法,形成裂隙岩体水力学模拟理论。由此编制流体动力学-有限离散元CFD-FDEM耦合程序,模拟研究特厚煤层底板断层活化突水过程。结果表明:CFD-FDEM耦合程序可数值实现特厚煤层底板断层从(准)连续体到离散体转化,以及断层带裂隙水运移过程。底板断层采动破坏包络线呈W形,最深位于断层及其上盘(48.6m),最浅位于断层下盘(23m)。特厚煤层采场底板断层及其上盘受到较大超前集中应力,而后在采空区内大幅卸载,导致该位置出现显著二次破坏,并形成主要导水通道。研究成果为特厚煤层工作面底板断层水害防治提供理论支撑。
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关键词
特厚煤层
底板断层
突水机理
CFD-FDEM耦合
大变幅加卸载
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职称材料
变幅循环加卸载下硫酸盐侵蚀混凝土力学与变形性能
被引量：
6
2
作者
薛维培
徐威
+1 位作者
刘晓媛
张瀚文
《长江科学院院报》
CSCD
北大核心
2022年第8期120-125,132,共7页
变幅循环加卸载下的力学及变形性能对硫酸盐服役地区混凝土结构至关重要。将混凝土试件提前浸泡于10%、15%、20%硫酸钠溶液5、7个月形成化学侵蚀损伤,再开展单轴压缩变幅循环加卸载试验,分析该过程中试件力学性能、变形性能以及耗散能...
变幅循环加卸载下的力学及变形性能对硫酸盐服役地区混凝土结构至关重要。将混凝土试件提前浸泡于10%、15%、20%硫酸钠溶液5、7个月形成化学侵蚀损伤,再开展单轴压缩变幅循环加卸载试验,分析该过程中试件力学性能、变形性能以及耗散能演化规律。结果表明随着硫酸钠浓度和侵蚀时间增加,试件强度降低、破坏时完成的变幅循环次数减少。累积残余应变随着加载应变增大呈上升趋势,变化速率不断提高;加载应变差始终大于累积残余应变差,随着循环次数增加逐步接近;动弹性模量和塑性变形率随着循环次数增加整体呈提高趋势;耗散能随着循环次数增加而增大,尤其是在后期耗散能变化速率增快。
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关键词
混凝土
硫酸盐侵蚀
变幅循环加卸载
力学性能
变形性能
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职称材料
题名
大变幅加卸载下特厚煤层底板断层突水机理模拟研究
被引量：
6
1
作者
李浩
朱开鹏
郭国强
周杨
康志勤
机构
中煤科工西安研究院(集团)有限公司
陕西省煤矿水害防治技术重点实验室
太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室
出处
《煤田地质与勘探》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期118-128,共11页
基金
陕西省煤矿水害防治技术重点实验室开放基金项目(2021SKMS03)
国家自然科学基金项目(42102310)
山西省基础研究计划项目(20210302123106)。
文摘
特厚煤层采场空间大、扰动范围广,强烈大变幅荷载易导致底板断层破裂加剧并诱发水害。数值模拟是揭示特厚煤层底板断层活化与突水机理的重要方法,准确反映大变幅加卸载下岩体破裂与裂隙水耦合特征是其合理性的关键。构建损伤变量与塑性应变、应力之间的相关关系,得到完整岩块的拉、加压卸载损伤演化方程;以平方拉剪应力与Benzeggagh-Kenane为初始、完全断裂准则,建立塑性位移与强度劣化关系,建立加卸载韧性断裂本构关系;基于实验数据建立贯通裂隙加卸载剪切本构关系。以基本方程与状态方程为基础,结合浸没边界方法,形成裂隙岩体水力学模拟理论。由此编制流体动力学-有限离散元CFD-FDEM耦合程序,模拟研究特厚煤层底板断层活化突水过程。结果表明:CFD-FDEM耦合程序可数值实现特厚煤层底板断层从(准)连续体到离散体转化,以及断层带裂隙水运移过程。底板断层采动破坏包络线呈W形,最深位于断层及其上盘(48.6m),最浅位于断层下盘(23m)。特厚煤层采场底板断层及其上盘受到较大超前集中应力,而后在采空区内大幅卸载,导致该位置出现显著二次破坏,并形成主要导水通道。研究成果为特厚煤层工作面底板断层水害防治提供理论支撑。
关键词
特厚煤层
底板断层
突水机理
CFD-FDEM耦合
大变幅加卸载
Keywords
ultra-thick coal seam
fault at floor
water inrush mechanism
computational fluid dynamics-finite discrete element method(CFD-FDEM)coupled program
significantly variable amplitude loading and unloading
分类号
TP745 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
变幅循环加卸载下硫酸盐侵蚀混凝土力学与变形性能
被引量：
6
2
作者
薛维培
徐威
刘晓媛
张瀚文
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
安徽理工大学土木建筑学院
国网山东省电力公司聊城市茌平区供电公司
出处
《长江科学院院报》
CSCD
北大核心
2022年第8期120-125,132,共7页
基金
安徽省自然科学基金项目(2208085ME146,1908085QE185)
深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室自主课题(SKLMRDPC20ZZ05)
+2 种基金
中国博士后科学基金面上项目(2018M642502)
国家自然科学基金面上项目(51674006)
大学生创新创业训练计划项目(202010361023,s202010361044)。
文摘
变幅循环加卸载下的力学及变形性能对硫酸盐服役地区混凝土结构至关重要。将混凝土试件提前浸泡于10%、15%、20%硫酸钠溶液5、7个月形成化学侵蚀损伤,再开展单轴压缩变幅循环加卸载试验,分析该过程中试件力学性能、变形性能以及耗散能演化规律。结果表明随着硫酸钠浓度和侵蚀时间增加,试件强度降低、破坏时完成的变幅循环次数减少。累积残余应变随着加载应变增大呈上升趋势,变化速率不断提高;加载应变差始终大于累积残余应变差,随着循环次数增加逐步接近;动弹性模量和塑性变形率随着循环次数增加整体呈提高趋势;耗散能随着循环次数增加而增大,尤其是在后期耗散能变化速率增快。
关键词
混凝土
硫酸盐侵蚀
变幅循环加卸载
力学性能
变形性能
Keywords
concrete
sulfate attack
cyclic
loading
and
unloading
with
variable
amplitude
mechanical properties
deformation properties
分类号
TU528 [建筑科学—建筑技术科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
大变幅加卸载下特厚煤层底板断层突水机理模拟研究
李浩
朱开鹏
郭国强
周杨
康志勤
《煤田地质与勘探》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
6
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
变幅循环加卸载下硫酸盐侵蚀混凝土力学与变形性能
薛维培
徐威
刘晓媛
张瀚文
《长江科学院院报》
CSCD
北大核心
2022
6
在线阅读
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职称材料
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