【摘 要】
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软弱夹层的剪切流变力学特性研究对于保证边坡长期稳定性具有重要意义,建立能够描述软弱夹层剪切流变特性的本构模型是研究的关键.通过分析不同剪切应力水平下的软弱夹层剪切流变试验结果,基于分数阶微积分理论,采用Abel黏壶元件代替传统模型中Kelvin体,并从概率论和统计学的角度出发,进一步引入服从加载时间t的Weibull概率密度分布函数,该函数能够表征软弱夹层统计损伤变量D,从而建立了一个能够全面描述软弱夹层衰减流变、稳定流变和加速流变3个阶段的非线性分数阶剪切流变损伤本构模型.以此为基础,依据FLAC3D所
【机 构】
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武汉科技大学资源与环境工程学院,湖北武汉430081;冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室,湖北武汉430081
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软弱夹层的剪切流变力学特性研究对于保证边坡长期稳定性具有重要意义,建立能够描述软弱夹层剪切流变特性的本构模型是研究的关键.通过分析不同剪切应力水平下的软弱夹层剪切流变试验结果,基于分数阶微积分理论,采用Abel黏壶元件代替传统模型中Kelvin体,并从概率论和统计学的角度出发,进一步引入服从加载时间t的Weibull概率密度分布函数,该函数能够表征软弱夹层统计损伤变量D,从而建立了一个能够全面描述软弱夹层衰减流变、稳定流变和加速流变3个阶段的非线性分数阶剪切流变损伤本构模型.以此为基础,依据FLAC3D所提供的二次开发程序接口,采用VC++编程方法实现了损伤本构模型的二次开发,并对开发的模型进行了验证.结果 表明:基于自定义非线性分数阶剪切流变损伤本构模型的FLAC3D数值试验结果与室内剪切流变试验结果较吻合,验证了所建模型的适用性.研究结果可为含软弱夹层边坡长期稳定性研究提供参考.
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随着矿山开采深度的不断增加,井下通风系统越来越复杂,矿井热害问题越来越明显.以大柳行金矿奄口矿区矿井为例,进行了三维仿真热模拟计算,运用Ventsim软件对热害治理方案实施前后的矿井通风系统进行了模拟,通过对模拟结果进行分析,确定了最佳治理方案,并模拟分析了采掘作业后期的热害治理效果.结果表明:模拟计算的偏差率在允许范围内,热害治理方案的应用可有效降低矿井工作面的温度.
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为探究超低温冻融循环下灰岩抗压强度演化特征,在-100℃温度下对灰岩试样冻融循环0～12次,采用核磁共振、电镜扫描和单轴抗压强度试验探究灰岩试样解冻前和解冻后的孔隙率、抗压强度和微观结构.结果表明:①在超低温冻融循环条件下,随着冻融次数的增加,解冻前岩石抗压强度随冻融次数的增加呈线性降低,解冻后岩石抗压强度和岩石孔隙率随冻融次数的增加呈非线性降低;②解冻前岩石抗压强度来源于岩块自身强度与冰的强度,以及冰充当胶结物与固体颗粒黏结产生的固结力,使得解冻前岩石抗压强度始终大于解冻后岩石抗压强度;③Mutlutu
为了满足绿色矿山建设过程中对生态环境修复及渣场稳定性的要求,以玉门河北侧排渣场治理工程为例,针对井工煤矿普遍存在的生态环境及边坡稳定性问题,采用MIDAS-GTS-NX三维数值模拟软件,从应力、应变及塑性形变特征等方面,定量分析其边坡稳定性,提出了排渣场生态修复及边坡治理措施.工程实践结果表明:玉门河北侧排渣场生态修复效果显著,边坡在治理后处于稳定状态;随着时间推移边坡在自重及降雨作用下会产生微小形变,且有效塑性应变区集中在矸石层;边坡整体结构变形模式为圆弧形滑动,且变形区域主要集中在最底部两级坡,坡体稳
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为了精准预测井下矩形巷道顶板变形,以大阳煤矿3306轨道顺槽为工程背景,采用Winkler地基模型、Kerr地基模型、梁弯曲理论和现场监测手段,对比研究了采用不同弹性地基模型时顶板变形预测结果与实测结果的差异.研究表明:采用Winkler地基模型和Kerr地基模型时,巷道顶板最大位移预测结果分别为11.6 mm和15.1 mm;基于Kerr地基模型的预测结果与实测结果基本一致,准确度平均提高了18.26％;巷道顶板最大位移随两帮围岩弹性模量增长呈指数规律降低,随巷道高度增加呈指数规律增加,并且巷道高度对顶
为研究岩石波速与强度参数的变化关系,通过对阳煤矿区几种常见岩石进行波速测试、抗压试验、抗剪试验、抗拉试验,分析了岩石波速与强度参数的变化特征和规律.结果 表明:岩石的抗压强度、抗拉强度、黏聚力与波速均存在显著的正相关性.不同种类岩石的变化规律具有相似性,又具有各自的特点,彼此的变化范围有一定的交集,但又有明显的层次性.3种粒径砂岩的波速与抗拉强度、抗压强度均呈现出较强的线性变化规律,通过线性拟合可以较为准确地表达出砂岩的抗压强度、抗拉强度与波速的变化关系.不同岩石的黏聚力与波速的变化有一定的差异,但整体呈
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