CT三维重构下砂岩热损伤机理及数值模拟验证

1

作者 赵怡晴 秦文静 +2 位作者 金爱兵 李曦豪 苏楠 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第7期12-21,共10页

在深部等复杂地质环境中,岩石力学特性及损伤特性对高温工程的开展具有决定性影响,为深入探究高温岩石的力学性能及其在受载过程中的损伤机理,以不同温度(25、200、400、600、800℃)作用后的黄砂岩为研究对象,基于X射线断层扫描技术(CT... 在深部等复杂地质环境中,岩石力学特性及损伤特性对高温工程的开展具有决定性影响,为深入探究高温岩石的力学性能及其在受载过程中的损伤机理,以不同温度(25、200、400、600、800℃)作用后的黄砂岩为研究对象,基于X射线断层扫描技术(CT)获取黄砂岩内部孔隙数据及三维模型,分析黄砂岩孔隙率随温度变化规律,结合数值模拟探究黄砂岩微裂纹演化规律及损伤机理,从微观层面揭示高温作用下岩石热损伤机理。结果表明:随温度升高,黄砂岩总孔隙率呈二次函数形式增长,面孔隙率均匀度随之降低;黄砂岩产生热损伤的主要因素包括高温脱水、矿物成分热分解、矿物颗粒膨胀;热分解及颗粒膨胀导致的孔隙率增加是造成热损伤的关键因素;25~400℃阶段,不同矿物颗粒膨胀挤压,导致局部应力区域出现,黄砂岩内部裂纹以晶间裂纹为主;400~800℃阶段,黄砂岩内部矿物成分相变、分解,导致局部应力区域增大,黄砂岩内部裂纹以晶内裂纹为主。以黄砂岩孔隙率定义损伤变量,构建了热作用下黄砂岩损伤演化模型,可为高温岩石力学的损伤机理研究提供理论基础和技术支撑。 展开更多

关键词 黄砂岩 CT扫描 三维重构 微观结构 热损伤

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矿山闭坑机制认识与思考 被引量：10

2

作者 王波 鹿爱莉 +3 位作者 李仲学 赵怡晴 李翠平 张玲 《中国矿业》 北大核心 2015年第3期54-59,共6页

作为促进矿业可持续发展和矿山企业社会责任履行的国外最佳实践,矿山闭坑生命周期规划和有效实施机制对于优化矿产资源的开发利用及其经济社会效益至关重要,取得了国际矿业界广泛共识并受到国际社会高度关注。面向我国新时期"五位... 作为促进矿业可持续发展和矿山企业社会责任履行的国外最佳实践,矿山闭坑生命周期规划和有效实施机制对于优化矿产资源的开发利用及其经济社会效益至关重要,取得了国际矿业界广泛共识并受到国际社会高度关注。面向我国新时期"五位一体"建设布局和经济社会发展转型,国内矿业界需要进一步解放思想、积极采用矿产资源开发先进理念。为此,本文系统深入地分析了国外矿山闭坑机制的最佳实践与做法,包括国际组织动态、部分国家的法律及规制以及产业组织的最佳实践,找出了闭坑机制及其运行的关键要素,包括闭坑规划及计划、利益相关方参与、财经保障、闭坑方法及标准、采后监测维护、矿地责任交接等,并针对我国矿山闭坑相关法规标准及规划缺乏、社会成本考虑不足、利益方参与不善等问题,给出了关于闭坑复杂性及迫切性、社区及利益相关方权益关注、政府规制及指导监督、矿山闭坑与项目生命周期关系等方面的思考,以期有助于改善我国闭坑管理机制,促进矿产资源可持续利用与企业社会责任水平的提升。 展开更多

关键词 矿山闭坑 生命周期 利益相关方 财经保障

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矿山尺度下微震定位精度及稳定性控制初探 被引量：9

3

作者 谢兴楠 叶根喜 柳建新 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期899-904,共6页

对微震定位精度和稳定性控制一直是矿山微震监测工程的一个难题。通过对微震监测系统误差的深入剖析,提出了"统一定位误差"的概念,将微震定位的误差条件进行了前置性统一;结合非线性定位的特点,对微震定位参数进行了非线性变... 对微震定位精度和稳定性控制一直是矿山微震监测工程的一个难题。通过对微震监测系统误差的深入剖析,提出了"统一定位误差"的概念,将微震定位的误差条件进行了前置性统一;结合非线性定位的特点,对微震定位参数进行了非线性变换,提出了降维定位的基本思路及实现方法,解释了平面截割定位的几何原理,揭示了微震定位(平面截割法)的基本实质,并研究了内、外场定位的定位稳定性及控制方法。研究表明,"统一定位误差"是实现对微震定位精度控制的前置杠杆及控制尺度,指出微震定位结果的精度从属于几何定位,单一数值解(迭代极小值或最优化极小值)不具备绝对工程意义。理论分析及试验结果证实,平面截割定位是控制内、外近场定位尺度条件下的控制定位稳定性的有效途径。 展开更多

关键词 微震 定位 定位精度 稳定性 误差

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露天矿潜孔钻机泡沫发生器的性能实验 被引量：3

4

作者 陈举师 蒋仲安 王洪胜 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期166-171,共6页

为解决露天矿潜孔钻机作业粉尘污染严重的问题,从传统除尘技术应用效果差、耗风量大、取水困难等事实出发,根据泡沫除尘机理及两相泡沫发泡原理,设计了一种适用于露天矿潜孔钻机的泡沫发生器,并对其发泡性能进行研究.通过开展泡沫发生... 为解决露天矿潜孔钻机作业粉尘污染严重的问题,从传统除尘技术应用效果差、耗风量大、取水困难等事实出发,根据泡沫除尘机理及两相泡沫发泡原理,设计了一种适用于露天矿潜孔钻机的泡沫发生器,并对其发泡性能进行研究.通过开展泡沫发生器的泡沫流量、发泡倍数及半衰期等性能实验,确定出影响泡沫发生器发泡性能的主要因素,得出泡沫发生器的最佳工况点.实验结果表明:气体流量、液体流量(气液比)、发泡网及发泡剂质量分数是影响泡沫发生器发泡性能的4个主要因素,在工况为发泡网1、质量分数1.5%的配方2、气体压力0.7 MPa、液体流量18 L/min及气体流量30 m^3/h条件下,泡沫发生器发泡性能达到最佳,其流量为515 L/min,发泡倍数为22,半衰期为65 min.经现场试验,泡沫除尘后采场平均降尘率高达90%以上,应用效果良好. 展开更多

关键词 潜孔钻机 泡沫发生器 泡沫流量 发泡倍数 半衰期

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煤矿断层错动型冲击地压研究现状与发展趋势 被引量：26

5

作者 李鹏 蔡美峰 +2 位作者 郭奇峰 鲁细根 颜丙乾 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期1-17,共17页

为深入认识断层错动型冲击地压复杂的致灾机制、降低采矿过程中冲击事故的发生率,通过梳理国内外文献,系统总结和分析了国内外在断层错动型冲击地压方面的研究进展及成果.介绍了国内外一些矿山发生断层错动型冲击地压的严峻形势,并汇总... 为深入认识断层错动型冲击地压复杂的致灾机制、降低采矿过程中冲击事故的发生率,通过梳理国内外文献,系统总结和分析了国内外在断层错动型冲击地压方面的研究进展及成果.介绍了国内外一些矿山发生断层错动型冲击地压的严峻形势,并汇总了国内部分煤矿该类型冲击地压实例;从断层活化机制及其判别准则、断层错动型冲击地压理论、发生条件及其孕育过程等4个方面着重分析了断层错动型冲击地压的致灾机制;总结了断层错动型冲击地压的监测预警方法,并介绍了一些具有代表性的可用于断层错动型冲击地压预测预报的监测预警技术及其工程应用情况,包括断层错动型冲击地压监测预警与防治体系、BMS-II型微地震监测系统、多参量实时联合监测预警系统和深部钻孔应变观测技术;论述了断层错动型冲击地压防控技术,包括区域性防御措施和局部解危措施等;在分析以上问题的同时,又提出了一些新的理论观点、见解和建议.最后,指出了当前断层错动型冲击地压研究存在的一些不足,并对该类型冲击地压未来研究的发展趋势进行了多方面展望. 展开更多

关键词 采矿工程 断层活化 断层错动型冲击地压 致灾机制 监测预警技术 防控技术

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水力耦合裂隙岩体变形破坏机制研究进展 被引量：22

6

作者 张英 李鹏 +3 位作者 郭奇峰 蔡美峰 任奋华 武旭 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期21-41,共21页

为深入了解水力耦合作用下裂隙岩体变形破坏机制,正确评价岩体工程的安全性和稳定性,通过收集整理国内外文献,系统综述了水力耦合完整岩体和裂隙岩体变形破坏方面研究的进展与成果.简述了水力耦合下完整岩体和裂隙岩体的力学特性,侧重... 为深入了解水力耦合作用下裂隙岩体变形破坏机制,正确评价岩体工程的安全性和稳定性,通过收集整理国内外文献,系统综述了水力耦合完整岩体和裂隙岩体变形破坏方面研究的进展与成果.简述了水力耦合下完整岩体和裂隙岩体的力学特性,侧重总结了水力耦合单一裂隙岩体渗流公式,包括流量与隙宽指数n之间关系、渗透(导水)系数与正应力之间关系以及渗透特性与剪应力之间关系的数学公式.重点分析了水力耦合裂隙岩体变形破坏机制的最新研究进展,介绍了声发射(AE)、超声波(UT)、偏光显微镜(PM)、扫描电子显微镜(SEM)以及计算机断层摄影(CT)等先进的辅助试验技术在变形破坏分析中的应用.归纳了数学耦合模型、数值分析方法的优缺点及适用条件.最后,指出了当前水力耦合裂隙岩体研究中存在的一些问题,提出了一些指导性意见,并从几方面展望了未来的发展趋势,即机理研究从宏细观转向微观、数值模拟从粗糙转向精细、工程应用从水力耦合转向多场耦合. 展开更多

关键词 裂隙岩体 水力耦合 变形破坏机制 数学耦合模型 数值分析

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复杂工程地质体地应力场智能反演 被引量：20

7

作者 杨志强 高谦 +1 位作者 翟淑花 杨啸 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期154-160,共7页

地应力是地质构造和自重共同作用在地质体内形成的原始应力,是影响工程稳定性和灾变失稳的重要因素.由于受漫长的地质构造作用和地质演化,地应力场随时间和空间变化,由此使准确反演地应力场造成困难.以金川矿区为工程背景,借助地应力测... 地应力是地质构造和自重共同作用在地质体内形成的原始应力,是影响工程稳定性和灾变失稳的重要因素.由于受漫长的地质构造作用和地质演化,地应力场随时间和空间变化,由此使准确反演地应力场造成困难.以金川矿区为工程背景,借助地应力测量结果,开展工程地质体的地应力场反演研究.首先,建立矿区工程地质体三维数值模型,并采用正交数值分析和遗传规划算法,建立地应力与岩体参数和侧压系数的函数关系;然后,根据实测的地应力值与计算的地应力值之差平方和最小为优化目标,建立工程地质体的地应力场反演优化模型.采用遗传算法求解,获得矿区岩体参数和侧压系数;最后,将其代入数值模型进行正分析由此获得初始地应力场.通过4个测点地应力测量值与反演值对比分析可知,反演地应力的最大误差为16%,最小误差仅为0.62%.研究结果表明,地应力智能反演方法可用于复杂工程地质体的地应力场反演,且获得的地应力场满足地质工程分析所需要的精度. 展开更多

关键词 工程地质体 地应力场 智能反演 FLAC3D 遗传算法

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不同倾角节理岩体损伤演化特征分析 被引量：21

8

作者 汪杰 李杨 +1 位作者 宋卫东 徐文彬 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期143-150,共8页

为研究节理倾角对岩体损伤的影响规律,运用损伤力学理论建立考虑节理与荷载共同作用的岩体损伤演化模型及损伤本构模型;通过单弱面理论对模型试验进行验证,同时探讨节理岩体损伤演化特征.结果表明:单弱面理论结果与试验结果较为吻合,模... 为研究节理倾角对岩体损伤的影响规律,运用损伤力学理论建立考虑节理与荷载共同作用的岩体损伤演化模型及损伤本构模型;通过单弱面理论对模型试验进行验证,同时探讨节理岩体损伤演化特征.结果表明:单弱面理论结果与试验结果较为吻合,模型试验能较好地表征含单一结构面的岩体在荷载作用下的力学特征及损伤演化规律;当节理倾角从0增大到90°过程中,初始节理损伤先增后减,在倾角为60°时至最大值,总体呈倒“U”型分布规律;不同倾角节理岩体总损伤演化规律基本一致,均呈“S”型分布规律,先缓慢增加,而后快速增加,最后再缓慢增加其值趋于1;节理倾角只影响总损伤率数值大小不影响其演化规律,总损伤率随应变增加呈正态分布;总损伤率受控于节理面分布规律,当节理倾角从0增大至90°的过程中,总损伤率先减小后增大. 展开更多

关键词 节理岩体 初始节理损伤 荷载损伤 损伤演化规律 损伤本构模型

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深部矿井高温巷道热交换降温技术探讨 被引量：11

9

作者 吴星辉 蔡美峰 +3 位作者 任奋华 郭奇峰 王培涛 张杰 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期890-900,共11页

金属矿山进入深部开采后会面临一系列的关键难题,其中最突出的就是高温环境。然而被动式降温技术成本较高,为了维持深部矿井高温巷道正常生产,必须为采矿深井降温找到一条经济有效的技术途径。基于循环水热交换技术提出将深部采矿降温... 金属矿山进入深部开采后会面临一系列的关键难题,其中最突出的就是高温环境。然而被动式降温技术成本较高,为了维持深部矿井高温巷道正常生产,必须为采矿深井降温找到一条经济有效的技术途径。基于循环水热交换技术提出将深部采矿降温和岩体地热开采相结合的理论,利用数值模拟方法研究增强型和传统型降温系统的单孔换热过程和换热孔群效应。研究结果表明:增强型降温系统的热通量比传统型降温系统热通量提高26.80%,同时在热交换作用下,高温巷道的温度降低4%,循环水系统的出水口温度相对于初始进水口温度增加35.32%;换热孔群的热通量受周围换热孔的热干扰影响,在换热孔群运行24 h后,换热孔之间热干扰效应随时间推移而增大,圆形换热孔群中心孔受热干扰最小,而正方形换热孔群的中心孔受热干扰最大,边界孔次之,转角孔受热干扰最小。当换热孔群孔间距小于等于2.0 m时,正方形换热孔群热通量相对损失量小于圆形换热孔群热通量相对损失量;孔间距大于2.0 m时,换热孔群热通量相对损失量几乎不受孔群形状的影响。采用热交换技术,开发利用深部矿井高温巷道围岩中的地热资源,可以大幅度抵消被动式的降温成本。换热孔群形状和孔间距的合理布置同样可以提高降温效率,降低热通量的相对损失量。 展开更多

关键词 深部开采 热交换 循环水 热通量 巷道降温

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不同温度下可溶有机质对煤电阻率的影响 被引量：8

10

作者 陈立 张英华 +3 位作者 侯玮 黄志安 高玉坤 杨锐 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期153-162,共10页

煤中可溶有机质能改变煤的孔隙结构,进而影响煤的电阻率,为得到煤中存在的可溶有机质对煤电阻率的影响规律,选取3种不同变质程度的60～80目的原煤煤粒,采用乙酸乙酯作为溶剂来萃取煤中可溶有机质,萃取时间取4、8、12、16、20、24 h,将... 煤中可溶有机质能改变煤的孔隙结构,进而影响煤的电阻率,为得到煤中存在的可溶有机质对煤电阻率的影响规律,选取3种不同变质程度的60～80目的原煤煤粒,采用乙酸乙酯作为溶剂来萃取煤中可溶有机质,萃取时间取4、8、12、16、20、24 h,将萃取前后的煤粒制成型煤,在10℃～90℃温度条件下,利用CHI660E型电化学工作站测试煤样的I-V曲线,并计算出电阻率,分析和研究不同温度下煤电阻率受可溶有机质的影响机理和规律.结果表明:在10℃～90℃温度范围内和萃取时间为0～24 h时,煤中可溶有机质的存在可明显提高煤电阻率1.31～1.74倍,煤电阻率随萃取时间的增大(煤中可溶有机质含量减少)的变化符合Sigmoid函数关系,且只会在一定的区间内变化;煤电阻率随温度的升高呈现抛物线规律,萃取前后煤电阻率的比值随温度的升高近似呈现Lorentzian函数分布,在40℃～50℃时出现拐点;可溶有机质对煤电阻率影响的敏感性和相关性随煤变质程度的提高而逐渐减弱. 展开更多

关键词 可溶有机质 温度 煤电阻率 相关性 敏感性

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垃圾焚烧飞灰的资源化处置前景 被引量：15

11

作者 倪文 张玉燕 丁嫚 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期1-5,9,共6页

对大量数据进行统计分析，得出垃圾焚烧飞灰中主要重金属元素和二嗯英类物质的含量分布特征，并根据垃圾焚烧飞灰的综合特点，结合其他领域现有技术，初步提出了3个垃圾焚烧飞灰的资源化处置方案：①烧制陶粒；②作为凝石成岩剂的原料... 对大量数据进行统计分析，得出垃圾焚烧飞灰中主要重金属元素和二嗯英类物质的含量分布特征，并根据垃圾焚烧飞灰的综合特点，结合其他领域现有技术，初步提出了3个垃圾焚烧飞灰的资源化处置方案：①烧制陶粒；②作为凝石成岩剂的原料；③作为上流式厌氧污泥床（UASB）或膨胀式颗粒污泥床（EGSB）废水处理装置的生化反应促进剂，同时回收重金属，并对其前景进行了初步分析。若将上述3个方案逐步完善，不但能节约1000-2000元／t的垃圾焚烧飞灰处置费用，还能够产生很大的附加经济效益。 展开更多

关键词 垃圾焚烧飞灰 陶粒 凝石 上流式厌氧污泥床 膨胀式颗粒污泥床

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硬岩脆性指标与弹性应变能关系初探 被引量：7

12

作者 张英 郭奇峰 +1 位作者 蔡美峰 任奋华 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期79-88,共10页

为探讨硬岩脆性指标与弹性应变能之间的关系,采用侧向应变差法确定起裂应力,以岩石起裂应力和峰值强度为桥梁,基于断裂力学理论和能量理论解释了脆性指标与弹性应变能内在的联系,并从两种岩石单轴压缩试验中构建了脆性指标与弹性应变能... 为探讨硬岩脆性指标与弹性应变能之间的关系,采用侧向应变差法确定起裂应力,以岩石起裂应力和峰值强度为桥梁,基于断裂力学理论和能量理论解释了脆性指标与弹性应变能内在的联系,并从两种岩石单轴压缩试验中构建了脆性指标与弹性应变能之间的函数关系.结果表明:脆性指标B_(13)、B_(14)与起裂弹性应变能(单变量)符合幂函数关系,脆性指标B_(15)、B_(16)与起裂弹性应变能(单变量)符合幂函数或线性函数关系,脆性指标B_(13)、B_(14)、B_(15)和B_(16)与峰值弹性应变能(单变量)之间无明显函数关系;新定义的脆性指标可由起裂和峰值弹性应变能(双变量)获得,或由起裂弹性应变能(单变量)获得,脆性指标与峰值弹性应变能关系式的构建,对于研究岩爆倾向性具有重要意义;根据新定义的脆性指标,利用两种岩石算例验证表明,采用起裂弹性应变能的岩石脆性指标计算方法具有一定的可靠性.通过这一研究,为岩石脆性指标与起裂弹性应变能关系的确定提供了一种新方法. 展开更多

关键词 硬岩 脆性指标 弹性应变能 单轴压缩试验 函数关系

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浅部和深部工程区地应力场及断裂稳定性比较 被引量：7

13

作者 李鹏 郭奇峰 +1 位作者 苗胜军 蔡美峰 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期10-16,共7页

为研究浅部和深部工程区构造应力场的差异,依据优化处理后的浅部376组和深部619组实测地应力数据,采用回归分析法和断裂摩擦滑动准则对浅部和深部的地应力场特征及断裂稳定性进行比较分析.结果表明,与浅部相比,深部地应力场有从构造应... 为研究浅部和深部工程区构造应力场的差异,依据优化处理后的浅部376组和深部619组实测地应力数据,采用回归分析法和断裂摩擦滑动准则对浅部和深部的地应力场特征及断裂稳定性进行比较分析.结果表明,与浅部相比,深部地应力场有从构造应力场向垂直应力场转变的趋势.深部的主应力与深度的线性相关程度比浅部的高.随着深度的增加,浅部的侧压系数K_(H1)、K_(h1)分别向1.54、0.85趋近,深部的侧压系数K_(H2)、K_(h2)分别向1.15、0.85趋近.浅部、深部的水平差应力η_1、η_2整体上随深度增加有增大的趋势.滑动摩擦系数μ取1.0时,浅部和深部断裂基本处于相对稳定状态;μ取0.6时,浅部逆断层有较大的滑动可能性,深部断裂滑动失稳的可能性较小;μ弱化到0.4、0.2时,浅部和深部断裂发生滑动失稳的可能性显著增加.浅部和深部断裂滑动失稳标准分别取μ为0.6~1.0、0.4~0.6较合适,逆断层和走滑断层的滑动失稳标准可以分别取μ为0.6、0.4左右. 展开更多

关键词 优化处理 实测地应力数据 断裂摩擦系数 断裂滑动失稳标准

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相变储能充填体强度与热学性能 被引量：7

14

作者 金爱兵 巨有 +4 位作者 孙浩 赵怡晴 李海 陆通 张舟 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期81-89,共9页

以硬脂酸丁酯为相变材料、膨胀珍珠岩为吸附介质制备复合相变材料,将其按一定质量分数替代尾砂后与水泥、尾砂混合制成相变储能充填体。为探究相变储能充填体强度和热学性能表现,分别制备不同灰砂比、质量分数和复合相变材料质量分数添... 以硬脂酸丁酯为相变材料、膨胀珍珠岩为吸附介质制备复合相变材料,将其按一定质量分数替代尾砂后与水泥、尾砂混合制成相变储能充填体。为探究相变储能充填体强度和热学性能表现,分别制备不同灰砂比、质量分数和复合相变材料质量分数添加量的相变储能充填体,并采用DSC、SEM、单轴压缩试验、巴西劈裂试验和导热系数试验等测试方法得到不同配比相变储能充填体的强度特征、导热系数及微观特征。结果表明:相变储能充填体内存在3种孔隙结构,分别为微小气泡、胶结物质与复合相变材料黏结裂隙以及膨胀珍珠岩内部多孔结构。灰砂比1∶6制备的充填体强度约为1∶4充填体强度值的1/2;相同配比时质量分数由68%增加到72%,其强度近似线性增加;充填体强度随复合相变材料添加量的增大逐渐下降,但下降趋势随添加量继续增大而有所减缓。复合相变材料与硬脂酸丁酯相比相变温度下降1.1℃,相变焓值减少45.24 J/g,比热容不变,添加复合相变材料后相变储能充填体导热系数最大下降幅度为6.5%。 展开更多

关键词 相变材料 充填体 单轴抗压强度 抗拉强度 导热系数

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矿用充填胶凝材料激发剂配比智能优化决策 被引量：8

15

作者 李立涛 高谦 +1 位作者 杨志强 陈得信 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期137-143,共7页

针对矿用充填胶凝材料不同配比的激发剂化学复合作用所引起充填胶结体单轴抗压强度复杂非线性变化问题,提出一种充填胶凝材料激发剂配比智能优化决策方法.首先,开展均匀设计试验获取不同激发剂配比充填胶结体抗压强度数值;其次,采用动... 针对矿用充填胶凝材料不同配比的激发剂化学复合作用所引起充填胶结体单轴抗压强度复杂非线性变化问题,提出一种充填胶凝材料激发剂配比智能优化决策方法.首先,开展均匀设计试验获取不同激发剂配比充填胶结体抗压强度数值;其次,采用动态自适应交换变异概率及适应度竞争交换方式的改进遗传树表征激发剂与充填胶结体抗压强度之间的非线性复杂关系,运算至49代时即满足终止法则,收敛速度较快,函数精度高;最后,确定约束条件,建立激发剂配比优化模型,采用遗传算法的全局快速寻优技术,获得满足充填体强度要求的激发剂优化配比.结果表明:采用该智能优化方法研究铁矿新型充填胶凝材料激发剂配比,优化结果显示,满足该矿山充填体强度的胶凝材料优化配比为生石灰2.91%、石膏17.39%、矿渣粉79.7%;在该优化配比周围开展验证试验,试验结果显示为生石灰3%、石膏17%、矿渣粉80%时、充填体7、28d抗压强度均达到最大,与激发剂配比智能优化方法获得的胶凝材料配比相吻合.相比42.5水泥,用该智能优化方法获得的激发剂配比制备全尾砂充填胶凝材料,可降低材料成本22%. 展开更多

关键词 均匀设计 激发剂配比 改进遗传树 遗传算法 智能优化

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动载下层状岩体力学特性试验与数值模拟 被引量：12

16

作者 周喻 邹世卓 +2 位作者 高永涛 郭万红 吴晓灵 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期93-109,共17页

为研究冲击载荷作用下层状复合岩体的动态力学性能和破裂机制,基于煤单体和白砂岩构成层状软硬煤岩复合体,利用分离式霍普金森压杆试验装置和LS-DYNA有限元分析软件,结合Holmquist-Johnson-Cook(HJC)本构模型,开展不同速率和不同冲击方... 为研究冲击载荷作用下层状复合岩体的动态力学性能和破裂机制,基于煤单体和白砂岩构成层状软硬煤岩复合体,利用分离式霍普金森压杆试验装置和LS-DYNA有限元分析软件,结合Holmquist-Johnson-Cook(HJC)本构模型,开展不同速率和不同冲击方向下层状软硬煤岩复合体加载试验。结果表明:静态载荷作用下,层状煤岩复合体的强度不会随加载方向变化,动态载荷下层状煤岩复合体的峰值应力和动态增长因子DIF都随冲击速度增加呈线性增大,并且波阻抗匹配效果更好的HS复合体力学性能始终优于SH复合体(S和H分别代表煤单体和白砂岩),随着冲击速度增加这种现象逐渐减弱;层状煤岩复合体耗散能密度与入射能密度呈二次增长关系,分形维数也随着速度增加而不断增大,其中,应力波由硬入软时得到的效果优于由软入硬;层状煤岩复合体破碎程度随冲击速度增加而愈发剧烈,HS复合体破坏程度大于同条件下的SH复合体,白砂岩多呈剪切状破碎,煤单体多呈粉碎锥形破坏;层状煤岩复合体交界处与其他区域强度不一致,造成复合体破坏顺序改变,复合体整体强度规律从小到大依次为煤单体非交界面区域、煤单体交界面区域、白砂岩交界面区域、白砂岩非交界面区域。 展开更多

关键词 层状复合体 分离式霍普金森压杆 波阻抗 LS-DYNA Holmquist-Johnson-Cook 分形理论 能量耗散

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首钢水厂铁矿汽车-胶带半连续运输系统设备配套优化研究 被引量：5

17

作者 蔡美峰 郝树华 李军财 《中国矿业》 北大核心 2006年第6期75-78,共4页

介绍了大型深凹露天矿汽车-胶带半连续运输系统,各生产环节设备合理选型和优化配套的原则与计算方法。根据矿山实际开采条件,完成了水厂铁矿电铲、汽车、破碎机、胶带机和排土机等铲装运排主要设备的合理选型与优化配套。

关键词 水厂铁矿 汽车-胶带 半连续运输 设备 配套 优化

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胶结充填体应变率与声发射特征响应规律 被引量：9

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作者 程爱平 张玉山 +2 位作者 王平 戴顺意 董福松 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期130-136,共7页

应变率是影响胶结充填体力学特性和声发射特征的重要因素.为研究胶结充填体应变率与声发射特征响应规律,文中进行了单轴压缩条件下胶结充填体的声发射试验,研究了应变率、声发射在加载过程中的时序特征,探讨了应变率与声发射时序特征之... 应变率是影响胶结充填体力学特性和声发射特征的重要因素.为研究胶结充填体应变率与声发射特征响应规律,文中进行了单轴压缩条件下胶结充填体的声发射试验,研究了应变率、声发射在加载过程中的时序特征,探讨了应变率与声发射时序特征之间的相关性,以及两者变化趋势之间的内在联系,进一步揭示了荷载作用下胶结充填体的裂纹演化规律.结果表明:胶结充填体应变率、振铃计数率在变形全过程均表现出“升→降→稳→升”的变化趋势和阶段性特征,两者相关性较高;胶结充填体内部破裂是由骨料之间的摩擦以及胶结材料的断裂演化造成,应变率对声发射特征在一定程度上起到了支配作用;基于应变率在塑性屈服和失稳破坏阶段表现出明显的突变性,可为胶结充填体破裂预测提供有效的前兆信息;结合声发射振铃计数率、平静期以及扩容现象可更加全面的反映胶结充填体破裂情况.研究结果可为胶结充填体力学特性研究奠定理论基础. 展开更多

关键词 胶结充填体 单轴压缩 应变率 声发射 预测

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上游型尾矿坝液化前后渗流场与孔压分布数值模拟 被引量：4

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作者 刘洋 马利超 包德荣 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2015年第2期383-389,共7页

针对地震（或静力）液化作用对尾矿坝渗流场和孔压分布的影响进行研究,基于多孔介质渗流理论,考虑到尾矿坝渗流特性,编写分析程序SAFTD。根据程序假设的初始浸润面,通过调整浸润面处网格迭代求解最终浸润面的位置,选取一个经典算例验证... 针对地震（或静力）液化作用对尾矿坝渗流场和孔压分布的影响进行研究,基于多孔介质渗流理论,考虑到尾矿坝渗流特性,编写分析程序SAFTD。根据程序假设的初始浸润面,通过调整浸润面处网格迭代求解最终浸润面的位置,选取一个经典算例验证程序的可靠性。针对典型的上游法尾矿库,采用SAFTD程序分析液化前后尾矿坝的渗流场与孔压分布特征。数值模拟结果表明,液化后尾矿坝的浸润面中间部分发生明显抬升,而在入渗点处和出渗点附近变化不大;液化后尾矿坝的孔压明显增加,坝体内部孔压增大约18%~280%,最大的孔压增量发生在初期坝的右下部,数值模拟结果与Ishihara对Mochikoshi 2号坝的分析结果相似。 展开更多

关键词 尾矿坝 渗流 液化 数值模拟

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华亭煤田冲击地压定向解危技术 被引量：3

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作者 李鹏波 王金安 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期161-165,共5页

针对华亭煤田各煤矿冲击地压显现时底板鼓起严重的现象,采用横向（巷道横截面）卸压和纵向（沿巷道走向）卸压相结合的方式来消除冲击危险.在巷道两脚布置钻孔,水平应力在钻孔上分解后形成的静摩擦力会挤压底板使之向下运动,并通过两侧... 针对华亭煤田各煤矿冲击地压显现时底板鼓起严重的现象,采用横向（巷道横截面）卸压和纵向（沿巷道走向）卸压相结合的方式来消除冲击危险.在巷道两脚布置钻孔,水平应力在钻孔上分解后形成的静摩擦力会挤压底板使之向下运动,并通过两侧钻孔卸压爆破形成底板裂隙区来隔断底板深部传来的应力;同时在巷道中每隔一段距离设置一个破碎带,破碎带起到＂弹簧体＂的作用,吸收沿巷道走向方向水平应力所带来的能量.研究表明,经计算定向解危方法吸收能量（10～8J）远大于微震系统已经测得的矿区冲击危险源产生的能量级别（10～6J）,对底板型的冲击地压现象能够起到很好的防治作用.现场实施情况良好,有效减轻了煤矿巷道底板鼓起的现象. 展开更多

关键词 冲击地压 解危技术 爆破卸压 钻孔卸压 底板卸压

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