铁法矿区高瓦斯低透气性煤层群卸压煤层气抽采钻孔布置 被引量：30

1

作者 王旭锋 张东升 +2 位作者 李国君 任廷祥 王晓东 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1296-1301,共6页

基于铁法矿区高瓦斯低透气性煤层群地质及开采技术条件,采用物理模拟方法系统分析了煤层群不同开采顺序时采动裂隙演化特征,运用CFD(Computational Fluid Dynamics)Fluent分析了U型负压通风条件下采空区瓦斯流动规律,总结了铁法矿区卸... 基于铁法矿区高瓦斯低透气性煤层群地质及开采技术条件,采用物理模拟方法系统分析了煤层群不同开采顺序时采动裂隙演化特征,运用CFD(Computational Fluid Dynamics)Fluent分析了U型负压通风条件下采空区瓦斯流动规律,总结了铁法矿区卸压煤层气抽采钻孔布置原则。研究结果表明:回采巷道内侧约在工作面倾斜长度的1/3处为采动裂隙发育区、距回风巷30～80 m范围为高浓度瓦斯富集区。铁法矿区煤层气抽采钻孔布置的原则为:垂直方向上钻孔终孔位置布置在断裂带下1/3处、地面钻井的合理间距不小于100～150 m、沿工作面倾斜方向靠回风巷(1/3～1/2)工作面斜长范围为最佳的钻孔位置。 展开更多

关键词 高瓦斯 低透气性 钻孔布置 采动裂隙 CFD

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考虑颗粒破碎引起级配演变的道砟边界面本构模型 被引量：8

2

作者 殷志祥 高哲 +3 位作者 张建成 孙逸飞 冯瑶 何慧荣 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期2669-2675,共7页

道砟即使在低围压下也会产生颗粒破碎,从而改变其原始级配。级配作为道砟的一个重要物理特性,显著地影响着道砟本身物理、力学特性。建立可以反映颗粒破碎引起级配演变的本构模型至关重要。基于Einav的分形破碎指标和土体边界面塑性理论... 道砟即使在低围压下也会产生颗粒破碎,从而改变其原始级配。级配作为道砟的一个重要物理特性,显著地影响着道砟本身物理、力学特性。建立可以反映颗粒破碎引起级配演变的本构模型至关重要。基于Einav的分形破碎指标和土体边界面塑性理论,通过分析道砟三轴试验结果,尝试建立了低围压下可以反映颗粒破碎引起级配演变的道砟边界面本构模型。与试验结果对比发现:模型可以较好地反映道砟在低围压下的应力-应变特性;同时,可以对加载过程中颗粒破碎引起的级配演变进行合理的预测。 展开更多

关键词 道砟 颗粒破碎 级配 边界面 本构模型

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福州某软土地区深基坑开挖对周围建筑物影响的三维有限元分析 被引量：17

3

作者 陈林靖 余其凤 戴自航 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期79-85,共7页

运用ABAQUS软件和二次开发的非线性弹性邓肯-张模型按照三维实体单元、壳单元、梁单元考虑接触相互作用的耦合有限元法,建立福州一典型软土基坑工程整体三维有限元分析模型,采用室内K0固结试样的邓肯-张参数,按总应力分析法对基坑开挖... 运用ABAQUS软件和二次开发的非线性弹性邓肯-张模型按照三维实体单元、壳单元、梁单元考虑接触相互作用的耦合有限元法,建立福州一典型软土基坑工程整体三维有限元分析模型,采用室内K0固结试样的邓肯-张参数,按总应力分析法对基坑开挖施工过程进行了数值模拟,研究结果表明:基坑的空间效应明显,较之规范建议"m"法,与现场实测值吻合良好。在此基础上,将基坑开挖施工可能影响到的周边建(构)筑物体现于模型中,则可较好地揭示基坑开挖可能对其造成的影响,为保护周边建(构)筑物的支护方案设计提供理论依据。 展开更多

关键词 软土地区 基坑 三维实体有限元 邓肯-张模型 周围建筑物

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高瓦斯低透气性薄煤层地面瓦斯抽采井设计及优化 被引量：14

4

作者 张东升 范钢伟 任天祥 《煤炭工程》 北大核心 2010年第8期4-7,共4页

地面井瓦斯抽采技术是解决薄煤层煤与瓦斯安全高效共采的主要途径。针对铁法矿区小青矿高瓦斯低透气性刨煤机工作面,通过工程实践和理论分析,确定出了地面井抽采瓦斯技术参数;利用CFD(Computational Fluid Dynamics计算流体力学)模拟,... 地面井瓦斯抽采技术是解决薄煤层煤与瓦斯安全高效共采的主要途径。针对铁法矿区小青矿高瓦斯低透气性刨煤机工作面,通过工程实践和理论分析,确定出了地面井抽采瓦斯技术参数;利用CFD(Computational Fluid Dynamics计算流体力学)模拟,得出了薄煤层长壁工作面地面井抽采瓦斯过程中瓦斯流动规律,并通过地面井(群)位置的优化,提出了地面井布置原则。该项技术的开发,为我国高瓦斯低透气性薄煤层煤与瓦斯安全高效共采提供了新的模式。 展开更多

关键词 薄煤层 低透气性 瓦斯抽采 地面井 CFD

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考虑颗粒破碎引起级配演变的粗粒料屈服函数研究 被引量：10

5

作者 孙逸飞 刘汉龙 杨贵 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期3479-3484,共6页

级配作为粗粒料的重要物理特性,显著影响着粗粒料本身的力学性质。准确预测土体在加载过程中的级配演变,是有效分析土体结构全寿命周期强度和变形特性的基础。引入Einav的分形破碎理论,认为土体在加载过程中的颗粒破碎耗能增量正比于颗... 级配作为粗粒料的重要物理特性,显著影响着粗粒料本身的力学性质。准确预测土体在加载过程中的级配演变,是有效分析土体结构全寿命周期强度和变形特性的基础。引入Einav的分形破碎理论,认为土体在加载过程中的颗粒破碎耗能增量正比于颗粒分形破碎率增量,结合考虑颗粒破碎的能量平衡方程,选取已有文献中的试验数据,对粗粒料加载过程中的级配演变进行了研究,提出了一种预测试样加载过程中级配演变的方法。在此基础上,建立了一个可以反映粗粒料级配演变的屈服函数,对该屈服面函数进行了初步探讨。每一个屈服面对应土体的一个级配演化曲线;屈服面是土体剪切应变的等值面,屈服面的轨迹和剪应变大小密切相关。 展开更多

关键词 粗粒料 级配 分形破碎 屈服面 本构模型

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由单桩载荷试验推算群桩沉降的相互作用系数法 被引量：9

6

作者 林智勇 戴自航 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期155-162,共8页

传统的相互作用系数法只能计算群桩的弹性沉降,且所得相互作用系数也明显偏大。采用三维数值方法拟合单桩荷载–沉降曲线,通过弹性及弹塑性分析确定土的弹性参数和桩–土弹塑性接触面参数;由此建立双桩模型,计算分析了桩顶荷载水平、桩... 传统的相互作用系数法只能计算群桩的弹性沉降,且所得相互作用系数也明显偏大。采用三维数值方法拟合单桩荷载–沉降曲线,通过弹性及弹塑性分析确定土的弹性参数和桩–土弹塑性接触面参数;由此建立双桩模型,计算分析了桩顶荷载水平、桩距径比、桩端土–桩周土模量比、桩–土模量比、桩长径比、桩–桩之间存在第三桩等因素对相互作用系数的影响,并利用多项式回归拟合;根据数值分析及实测结果,提出了在相互作用系数法中利用单桩载荷曲线分析群桩线弹性和非线性沉降的方法,将相互作用系数法扩展至群桩沉降的非线性计算上。算例分析表明:计算结果与实测值吻合较好;较常规的数值模拟,节省了大量的运算机时,可用于大规模的较大桩距桩筏基础的分析计算。 展开更多

关键词 单桩载荷试验 相互作用系数 三维数值分析 群桩沉降

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考虑固结群桩竖向应力相互作用的积分方程分析方法 被引量：4

7

作者 梁发云 宋著 郭蔚东 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期847-854,共8页

采用Biot固结方程,分别以等长和不等长两桩为分析对象,将受竖向荷载作用的桩土体系分解成半空间饱和扩展土和虚拟桩,基于竖向应变协调关系建立桩土相互作用的第二类Fredholm积分方程,求解出不同固结状态时的桩身轴力分布。在等长两桩中... 采用Biot固结方程,分别以等长和不等长两桩为分析对象,将受竖向荷载作用的桩土体系分解成半空间饱和扩展土和虚拟桩,基于竖向应变协调关系建立桩土相互作用的第二类Fredholm积分方程,求解出不同固结状态时的桩身轴力分布。在等长两桩中,由于邻近桩的存在,桩身附加轴力主要分布于桩身20%~80%深度处,其影响程度随着桩间距的增加而减弱。进一步将等长两桩分析扩展至群桩研究中,分析表明:群桩效应引起了桩顶荷载的不均匀分布;土体固结对桩身内力分布也有一定的影响,固结后角桩承担的荷载有所下降。桩长不等时,长短桩之间的相互作用效应并不一致,表现为两桩桩顶承受相同荷载时长桩沿桩身附加轴力增加较短桩明显。最后,将不等长桩相互作用系数应用于群桩的优化分析中,在保证总桩长和桩基沉降基本相当的情况下,通过调整不同位置的桩长使得各桩受力趋于合理。 展开更多

关键词 积分方程 不等长桩 群桩效应 BIOT固结 桩身附加轴力

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岩溶区高速公路路堤及溶洞顶板稳定性数值分析 被引量：36

8

作者 戴自航 范夏玲 卢才金 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期382-390,共9页

采用大型通用有限元软件ABAQUS对某室内模型试验进行了数值模拟,验证了三维有限元法进行洞室结构稳定性分析的可靠性。结合永武(永安-武平)高速公路A11合同段岩溶地质资料,将溶洞近似为与实际相近的椭球状,建立岩溶区路堤的三维有限元模... 采用大型通用有限元软件ABAQUS对某室内模型试验进行了数值模拟,验证了三维有限元法进行洞室结构稳定性分析的可靠性。结合永武(永安-武平)高速公路A11合同段岩溶地质资料,将溶洞近似为与实际相近的椭球状,建立岩溶区路堤的三维有限元模型,分析溶洞顶板厚度、填方高度、溶洞位置以及溶洞充填状况对路堤及溶洞顶板稳定性的影响。为与现行顶板安全厚度确定方法进行比较,进行二维平面应变有限元分析。研究表明,对于较完整的顶板岩层,按顶板受拉破坏稳定安全系数为4确定的安全厚度过于保守,按梁板理论弯曲受拉破坏确定的安全厚度也偏于保守,是由于实际顶板岩层并不完全符合梁板理论的简化假设,而以有限元分析所得最大弯矩按梁板弯曲受拉破坏确定的安全厚度最为经济;实际工程中三维效应明显的溶洞,现行理论简化和二维数值分析法都较为粗糙,宜采用三维数值分析法。通过对上述问题的分析,为该高速公路岩溶区填方路段的设计和溶洞的处治与否提出指导性意见,已创造较好的经济效益和社会效益,可供类似工程应用时参考。 展开更多

关键词 岩溶区 路堤 顶板厚度 填方高度 溶洞位置

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薄煤层长壁工作面煤尘分布特征及其防治 被引量：3

9

作者 张东升 邱家轩 +2 位作者 范钢伟 任天祥 刘士春 《中国煤炭》 北大核心 2011年第2期5-7,10,共4页

以小青矿W2-713刨煤机长壁工作面为试验基地,采用CFD(Computational Fluid Dynamics,计算流体力学)数值模拟技术,分析出工作面不同位置风流速度分布特征,得出了薄煤层刨煤机长壁工作面的高速风流区和低速风流区的位置;模拟得出了刨煤机... 以小青矿W2-713刨煤机长壁工作面为试验基地,采用CFD(Computational Fluid Dynamics,计算流体力学)数值模拟技术,分析出工作面不同位置风流速度分布特征,得出了薄煤层刨煤机长壁工作面的高速风流区和低速风流区的位置;模拟得出了刨煤机、移架、工作面转载机、破碎机等不同产尘源的煤尘分布特征及其对井下环境的影响机理;通过对薄煤层刨煤机长壁工作面定向喷雾除尘的模拟分析,证明定向喷雾除尘系统不仅可以提高工作面整体降尘效果,还有利于消除工作面刨煤机附近高浓度瓦斯积聚。 展开更多

关键词 薄煤层长壁工作面开采 刨煤机 CFD数值模拟 煤尘分布特征

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预应力锚索框架梁加固滑坡的稳定性数值分析 被引量：16

10

作者 戴自航 石金华 卢才金 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期9-16,共8页

预应力锚索框架梁加固滑(边)坡是一典型的三维问题,为按三维问题进行稳定性分析,利用著名非线性有限元分析软件ABAQUS,在超级计算机上分别建立某高速公路路堑边坡采用单排和双排预应力锚索框架梁加固某古滑坡的三维实体有限元模型;提出... 预应力锚索框架梁加固滑(边)坡是一典型的三维问题,为按三维问题进行稳定性分析,利用著名非线性有限元分析软件ABAQUS,在超级计算机上分别建立某高速公路路堑边坡采用单排和双排预应力锚索框架梁加固某古滑坡的三维实体有限元模型;提出考虑结构物与岩土体间黏着效应的莫尔-库仑黏着摩擦模型,模拟锚索锚固段灌浆体与其周围岩土体间的相互作用特性;以特征点的水平位移和强度折减系数关系曲线上曲率最大拐点,结合剪切塑性区临界贯通作为边坡失稳判据,对应的折减系数即为其稳定分析所得安全系数;揭示预应力锚索框架梁加固滑坡的机理。为岩土体与结构物复杂相互作用的三维问题分析提供参考。 展开更多

关键词 预应力锚索框架梁 滑坡稳定性分析 黏着摩擦 曲率最大拐点 剪切塑性区

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岩土预应力锚固作用三维数值模拟的等效力法 被引量：5

11

作者 徐祥 戴自航 《水利与建筑工程学报》 2015年第1期20-25,55,共7页

预应力锚索(杆)加固岩土是一典型的岩土与结构的空间相互作用问题。为可靠模拟这种结构与岩土的相互作用,提出了与工程中预应力施加和锁定工况相符的三维数值模拟分析等效力法。在ABAQUS有限元软件平台上,首先将该方法运用在单根预应力... 预应力锚索(杆)加固岩土是一典型的岩土与结构的空间相互作用问题。为可靠模拟这种结构与岩土的相互作用,提出了与工程中预应力施加和锁定工况相符的三维数值模拟分析等效力法。在ABAQUS有限元软件平台上,首先将该方法运用在单根预应力锚索的数值模拟试验,并与等效降温法和等效应变法进行对比分析,结果表明了该方法的优越性,此外,也分析了锚固段锚索轴力衰减速率与锚固体刚度有关,且与理论认识一致。然后,将等效力法应用在一实际预应力锚索加固边坡工程三维数值模拟中,分析了预应力锚索对加固边坡内部应力分布、边坡稳定性及锚索轴力分布的影响,表明该方法能可靠地应用于分析预应力锚索加固岩土的效果及锚索自身内力。 展开更多

关键词 预应力锚索 相互作用 等效力法 锚索轴力 边坡加固 稳定系数

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考虑加筋与遮帘效应计算群桩沉降的相互作用系数法 被引量：1

12

作者 林智勇 戴自航 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期221-226,共6页

群桩中各基桩在地基土中的加筋与遮帘效应是客观存在的,然而,在目前的桩基沉降理论与实践中,相关的研究仍显不足。基于剪切变形法理论,考虑桩的加筋与遮帘效应,求得各基桩在自身桩顶荷载作用下产生的沉降以及其引起相邻桩的附加沉降量,... 群桩中各基桩在地基土中的加筋与遮帘效应是客观存在的,然而,在目前的桩基沉降理论与实践中,相关的研究仍显不足。基于剪切变形法理论,考虑桩的加筋与遮帘效应,求得各基桩在自身桩顶荷载作用下产生的沉降以及其引起相邻桩的附加沉降量,由此提出群桩中任两桩的相互作用系数简化公式,同时,也得到各基桩桩侧及桩端桩-土接触等效弹簧刚度,并基于荷载传递法原理,建立了成层地基条件下各基桩在自身桩顶荷载作用下的桩身位移平衡方程,推导出各土层层顶处桩身沉降、轴力与层底处桩身沉降、轴力之间的递推关系,进而将公式推广到高、低承台群桩基础计算中。工程算例分析表明,用该方法计算有较高的精度,求得的荷载-沉降曲线及两桩相互作用系数与实测值吻合较好;相互作用系数要明显小于弹性理论计算结果。 展开更多

关键词 加筋与遮帘效应 相互作用系数 群桩沉降 剪切变形法 成层地基

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纤维增强复合材料加固混凝土柱极限状态的实验及有限元研究

13

作者 李师庆 陈建飞 +1 位作者 余涛 滕锦光 《中国煤炭》 北大核心 2014年第S1期321-324,330,共5页

使用纤维增强复合材料(FRP)包裹加固混凝土柱已被广泛的应用在铁路、公路及工业建筑等多个领域。实验结果显示柱子破坏时测得的FRP应变显著低于材料拉伸实验中测得的FRP破坏应变。本文首先进行了6个FRP包裹混凝土柱的纵向压缩实验,并应... 使用纤维增强复合材料(FRP)包裹加固混凝土柱已被广泛的应用在铁路、公路及工业建筑等多个领域。实验结果显示柱子破坏时测得的FRP应变显著低于材料拉伸实验中测得的FRP破坏应变。本文首先进行了6个FRP包裹混凝土柱的纵向压缩实验,并应用粒子图像测速法分析FRP材料端部的应力分布,还应用三维有限元模型对实验进行模拟。实验和有限元的结果表明FRP几何不连续性引起的应变集中会明显降低测得的FRP破坏时应变。 展开更多

关键词 FRP 混凝土柱加固约束 极限状态 有限元研究

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