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真三轴采动卸荷条件下砂岩扩容行为和非共轴性研究
被引量：
4
1
作者
李文璞
王泽
+3 位作者
冯国瑞
杜佳慧
宋真龙
刘超
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第S01期71-81,共11页
在实际地下工程开挖中,岩石处于采动应力状态,其采动应力路径用应力Lode角表示。基于多功能真三轴流固耦合试验系统,开展相同静水压力、不同应力Lode角的真三轴力学试验,研究不同应力Lode角对砂岩的扩容特性和非共轴性的影响。试验结果...
在实际地下工程开挖中,岩石处于采动应力状态,其采动应力路径用应力Lode角表示。基于多功能真三轴流固耦合试验系统,开展相同静水压力、不同应力Lode角的真三轴力学试验,研究不同应力Lode角对砂岩的扩容特性和非共轴性的影响。试验结果表明:应力Lode角的增加在一定程度上反映出卸荷作用对砂岩真三轴试验变形的影响。对比应力Lode角在-30°~0°和0~30°的主应力变化量可以发现:最大主应力变化量比较均匀,中间主应力变化量下降,最小主应力变化量上升。随着应力Lode角的增加,最大主应变压缩程度下降,中间主应变由膨胀转变为压缩,最小主应变膨胀程度增加,且最小主应力方向的膨胀量相对于最大主应力方向的压缩量增加。应力Lode角从-30°变化到30°,随着最大主应变的增加,体积应变呈现先减小后增加的趋势。引入应变偏应力柔量,随着应力Lode角的增加,广义剪切应力对最大主应力方向的压缩变形作用减弱,对最小主应力方向的膨胀变形作用先增强后趋于平稳;体积应变偏应力柔量整体呈现下降趋势。非共轴性表现为应力路径和应变路径不重合,不同应力Lode角下的应变路径均向低Lode角方向演化。引入偏转量,应力Lode角从-30°变化到30°,偏转量呈现先上升后下降的趋势。
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关键词
真三轴
采动卸荷
应力Lode角
扩容特性
非共轴性
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职称材料
掘进应力扰动下细砂岩破裂规律及其强度损伤的实验研究
被引量：
2
2
作者
李竹
冯国瑞
崔家庆
《太原理工大学学报》
CAS
北大核心
2021年第3期327-334,共8页
采用数值模拟和实验相结合的方法,以西铭矿回风大巷细砂岩为例,通过FLAC~(3D)精细化模拟,还原了巷道掘进过程中围岩应力加卸载路径,通过声发射探测仪掌握了未经历掘进应力扰动的单轴压缩和经历掘进应力扰动后单轴压缩的砂岩破裂过程声...
采用数值模拟和实验相结合的方法,以西铭矿回风大巷细砂岩为例,通过FLAC~(3D)精细化模拟,还原了巷道掘进过程中围岩应力加卸载路径,通过声发射探测仪掌握了未经历掘进应力扰动的单轴压缩和经历掘进应力扰动后单轴压缩的砂岩破裂过程声发射信号分布特征,揭示掘进应力扰动作用对岩石强度的削减效应以及对破裂发育的影响规律。结果表明:掘进应力扰动对岩石极限强度存在显著的削减效应,强度削减幅度约为11.43%;掘进应力扰动改变了试件主裂隙发育及扩展方向,单轴加载路径下试件裂隙自下部萌生并上行发育直至形成贯通断裂带,而经历掘进应力路径后试件裂隙亦自下部萌生,但主裂隙起裂位置调整至岩石上部,并下行发育直至试件中形成完全贯通的宏观断裂面。掌握掘进应力扰动作用下围岩破裂初期规律及其后期围岩变形、破坏特征的影响规律,对确定合理的采动围岩支护方法具有重要意义。
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关键词
掘进应力
加卸载路径
破裂演化
强度损伤
声发射特征
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职称材料
榆神矿区导水裂隙带高度多因素影响规律及保水采煤分区
被引量：
11
3
作者
张帅
冯国瑞
+1 位作者
张东升
蔚蔚
《太原理工大学学报》
CAS
北大核心
2023年第2期301-312,共12页
通过融合数理统计、多元回归与空间分析方法,分析了导水裂隙带发育高度受多种因素影响规律,构建了综采导水裂隙带高度与煤层采高、采深、开采推进速度多因素之间的非线性统计关系式;基于导水裂隙带经验公式及保水采煤阈值,将榆神矿区划...
通过融合数理统计、多元回归与空间分析方法,分析了导水裂隙带发育高度受多种因素影响规律,构建了综采导水裂隙带高度与煤层采高、采深、开采推进速度多因素之间的非线性统计关系式;基于导水裂隙带经验公式及保水采煤阈值,将榆神矿区划分为五类,工况一条件下矿区内基于水资源保护的安全开采区域(WRSE)面积为4.24×10^(9)m^(2),占比为82%;基于水资源保护的非安全开采区域(Non-WRSE)的面积为920 835 911.3 m2,占比为18%;工况二条件下矿区内WRSE的面积为3.87×10^(9)m^(2),占比为77%;Non-WRSE的面积为1.14×10^(9)m^(2),占比为23%;工况三条件下矿区内WRSE的面积为3.78×10^(9)m^(2),占比为73%;Non-WRSE的面积为1.38×10^(9)m^(2),占比为27%;对比研究3种工况预测的保水采煤分区数据,以保水采煤分区结果确定了规划矿井的保水等级,确定了重点保护矿井。项目研究成果可为矿区合理地开采规划和设计提供宏观决策依据,进一步完善保水开采理论与技术体系。
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关键词
榆神矿区
多因素影响
导水裂隙带
采煤分区
保水开采
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职称材料
题名
真三轴采动卸荷条件下砂岩扩容行为和非共轴性研究
被引量：
4
1
作者
李文璞
王泽
冯国瑞
杜佳慧
宋真龙
刘超
机构
太原理工
大学
安全与应急管理
工程
学院
太原理工大学山西省绿色采矿工程技术研究中心
太原理工
大学
矿业
工程
学院
南方科技
大学
地球与空间科学系
中国矿业
大学
深部岩土力学与地下
工程
国家重点实验室
中国矿业
大学
力学与土木
工程
学院
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第S01期71-81,共11页
基金
国家杰出青年科学基金资助项目(51925402)
国家自然科学基金资助项目(51804211)
山西省应用基础研究计划资助项目(201901D211037)
文摘
在实际地下工程开挖中,岩石处于采动应力状态,其采动应力路径用应力Lode角表示。基于多功能真三轴流固耦合试验系统,开展相同静水压力、不同应力Lode角的真三轴力学试验,研究不同应力Lode角对砂岩的扩容特性和非共轴性的影响。试验结果表明:应力Lode角的增加在一定程度上反映出卸荷作用对砂岩真三轴试验变形的影响。对比应力Lode角在-30°~0°和0~30°的主应力变化量可以发现:最大主应力变化量比较均匀,中间主应力变化量下降,最小主应力变化量上升。随着应力Lode角的增加,最大主应变压缩程度下降,中间主应变由膨胀转变为压缩,最小主应变膨胀程度增加,且最小主应力方向的膨胀量相对于最大主应力方向的压缩量增加。应力Lode角从-30°变化到30°,随着最大主应变的增加,体积应变呈现先减小后增加的趋势。引入应变偏应力柔量,随着应力Lode角的增加,广义剪切应力对最大主应力方向的压缩变形作用减弱,对最小主应力方向的膨胀变形作用先增强后趋于平稳;体积应变偏应力柔量整体呈现下降趋势。非共轴性表现为应力路径和应变路径不重合,不同应力Lode角下的应变路径均向低Lode角方向演化。引入偏转量,应力Lode角从-30°变化到30°,偏转量呈现先上升后下降的趋势。
关键词
真三轴
采动卸荷
应力Lode角
扩容特性
非共轴性
Keywords
true triaxial
mining unloading
stress Lode angle
dilation characteristics
non-coaxiality
分类号
TD73 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
掘进应力扰动下细砂岩破裂规律及其强度损伤的实验研究
被引量：
2
2
作者
李竹
冯国瑞
崔家庆
机构
太原理工
大学
矿业
工程
学院
太原理工大学山西省绿色采矿工程技术研究中心
出处
《太原理工大学学报》
CAS
北大核心
2021年第3期327-334,共8页
基金
国家杰出青年科学基金资助项目(51925402)
国家自然科学联合基金重点资助项目(U1710258)。
文摘
采用数值模拟和实验相结合的方法,以西铭矿回风大巷细砂岩为例,通过FLAC~(3D)精细化模拟,还原了巷道掘进过程中围岩应力加卸载路径,通过声发射探测仪掌握了未经历掘进应力扰动的单轴压缩和经历掘进应力扰动后单轴压缩的砂岩破裂过程声发射信号分布特征,揭示掘进应力扰动作用对岩石强度的削减效应以及对破裂发育的影响规律。结果表明:掘进应力扰动对岩石极限强度存在显著的削减效应,强度削减幅度约为11.43%;掘进应力扰动改变了试件主裂隙发育及扩展方向,单轴加载路径下试件裂隙自下部萌生并上行发育直至形成贯通断裂带,而经历掘进应力路径后试件裂隙亦自下部萌生,但主裂隙起裂位置调整至岩石上部,并下行发育直至试件中形成完全贯通的宏观断裂面。掌握掘进应力扰动作用下围岩破裂初期规律及其后期围岩变形、破坏特征的影响规律,对确定合理的采动围岩支护方法具有重要意义。
关键词
掘进应力
加卸载路径
破裂演化
强度损伤
声发射特征
Keywords
Mining-induced stress
loading and unloading path
fracture evolution
strength damage
acoustic emission characteristics
分类号
TU45 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
榆神矿区导水裂隙带高度多因素影响规律及保水采煤分区
被引量：
11
3
作者
张帅
冯国瑞
张东升
蔚蔚
机构
太原理工
大学
矿业
工程
学院
太原理工大学山西省绿色采矿工程技术研究中心
中国矿业
大学
煤炭资源与安全开采国家重点实验室
出处
《太原理工大学学报》
CAS
北大核心
2023年第2期301-312,共12页
基金
国家杰出青年科学基金项目(51925402)
国家自然科学联合基金重点项目(U1710258)
+2 种基金
山西省基础研究计划资助项目(20220321212252)
山西省高等学校科技创新资助项目(2022L054)
太原理工大学2022年校专项/青年基金项目(2022QN071)。
文摘
通过融合数理统计、多元回归与空间分析方法,分析了导水裂隙带发育高度受多种因素影响规律,构建了综采导水裂隙带高度与煤层采高、采深、开采推进速度多因素之间的非线性统计关系式;基于导水裂隙带经验公式及保水采煤阈值,将榆神矿区划分为五类,工况一条件下矿区内基于水资源保护的安全开采区域(WRSE)面积为4.24×10^(9)m^(2),占比为82%;基于水资源保护的非安全开采区域(Non-WRSE)的面积为920 835 911.3 m2,占比为18%;工况二条件下矿区内WRSE的面积为3.87×10^(9)m^(2),占比为77%;Non-WRSE的面积为1.14×10^(9)m^(2),占比为23%;工况三条件下矿区内WRSE的面积为3.78×10^(9)m^(2),占比为73%;Non-WRSE的面积为1.38×10^(9)m^(2),占比为27%;对比研究3种工况预测的保水采煤分区数据,以保水采煤分区结果确定了规划矿井的保水等级,确定了重点保护矿井。项目研究成果可为矿区合理地开采规划和设计提供宏观决策依据,进一步完善保水开采理论与技术体系。
关键词
榆神矿区
多因素影响
导水裂隙带
采煤分区
保水开采
Keywords
Yushen Coalfield
Multi-factor contribution
height of fracturing
mine zoning
water conservation mining
分类号
TD745 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
真三轴采动卸荷条件下砂岩扩容行为和非共轴性研究
李文璞
王泽
冯国瑞
杜佳慧
宋真龙
刘超
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
掘进应力扰动下细砂岩破裂规律及其强度损伤的实验研究
李竹
冯国瑞
崔家庆
《太原理工大学学报》
CAS
北大核心
2021
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
榆神矿区导水裂隙带高度多因素影响规律及保水采煤分区
张帅
冯国瑞
张东升
蔚蔚
《太原理工大学学报》
CAS
北大核心
2023
11
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职称材料
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