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DDARF多尺度网格划分方法及其应用被引量：3: 2014年; 为优化非连续变形分析(Discontinuous Deformation Analysis for Rock Failure)中计算精度和计算时间的关系,文章提出了DDARF多尺度网格划分方法,分别建立了多尺度网格和均匀网格的单轴压缩模型,并进行了数值试验和室内试验的对比;将多尺度网格划分方法应用于大型地下洞室开挖,对洞室附近区域进行了针对性研究。结果表明:DDARF多尺度网格与均匀网格模型单轴压缩试验相比,网格数量相同时提高了裂隙附近的计算精度,裂隙扩展规律与室内试验更为吻合;多尺度网格划分方法应用于地下洞室的开挖,在相同计算精度下减少了计算时间,提高了效率,位移规律和FLAC计算结果吻合度较高;多尺度网格划分方法完善并加强了DDARF模拟岩体裂隙扩展的功能,对大型岩土工程稳定性的优化分析具有重要的实用意义。; 陈云娟李术才朱维申虞松王文赵成龙; 关键词：裂隙扩展地下洞室

深部煤巷高强让压型锚索箱梁支护系统研究被引量：20: 2013年; 对现阶段煤巷支护现状,尤其是对让压支护理论及技术进行了总结分析。对"先控后让再抗"支护理念的必要性和工程意义进行了研究。以该理念为指导,针对深部高地应力煤巷支护需要,研制了高强让压型锚索箱梁支护系统,分析了系统的高强让压性能,研究了箱型支护梁及锚索让压环等组成构件的功能和力学特性。通过与槽钢、工字钢的对比分析结果可知箱型支护梁强度高、刚度大、护表效果好、传力性能佳、经济性高;单轴压缩试验结果表明该锚索让压环具有独特的二阶式让压性能,且让压点较高、让压距离大、让压稳定性好。该支护系统组合方式多样、适用范围广。根据赵楼煤矿3320运输平巷地质情况设计了高强让压型锚索箱梁支护系统相应方案,并与原支护方案进行了数值模拟对比,结果显示该方案明显优于原支护方案。新型支护方案用在平巷的试验段中,达到了良好的支护效果。; 王琦李术才李为腾阮国强李海燕王德超江贝张红军; 关键词：深部煤巷让压

基于改进的非连续变形方法的洞室围岩稳定性分析被引量：2: 2016年; 为了更符合实际工程,拓展非连续变形分析(DDA)的应用范围,将DDA中自带的平面应力问题转换为平面应变问题,对平面应变模型进行算法分析,并在VC++平台下程序实现;将岩体DDA方法平面应变模型应用于大型地下洞室开挖,并将模拟结果与已有大型洞室的物理实验结果进行对比。研究结果表明:DDA方法中平面应力模型的改进可行,与物理试验结果吻合度较好;洞室围岩的破坏与开挖的关系密切;DDA方法平面应变模型应用于大型地下工程,可以更好地分析洞室围岩的稳定性。; 赵成龙朱维申李术才虞松; 关键词：DDA 程序编制洞室开挖

基于巷道顶板三维围压计算的锚索梁布置方式作用机制研究被引量：6: 2013年; 为分析锚索梁不同布置方式作用机制,以低围压下围岩峰后强度研究成果为基础和支撑,建立了支护系统对顶板围岩作用的三维力学模型,通过理论分析和推导得到了锚索梁(及其各种不同布置方式)、锚杆、锚索单独或联合作用下的顶板围岩围压计算公式。利用该公式,以赵楼煤矿千米深井巷道支护为工程背景,对让压型锚索箱梁4种不同布置方案进行算例分析,对比围压值及其分布范围可知:纵横组合方案在顶板围岩中形成的围压状态最佳,其次为纵向单梁方案,纵向双梁方案及横梁方案分列其后。该不同布置方案围压状态优劣顺序与现场试验巷道支护效果的优劣顺序一致。锚索梁支护系统不同布置方式作用机制在于,不同锚索梁布置方式在顶板围岩中形成的围压状态有明显差异,且该围压状态是决定支护方案效果的一个重要因素,两者正相关。; 李为腾李智李术才江贝梅玉春王琦王德超王洪涛; 关键词：围压

深部厚顶煤巷道大型地质力学模型试验系统研制与应用被引量：17: 2013年; 为研究深部厚顶煤巷道围岩应力演化规律与变形特征,研制了大型地质力学模型试验系统。该系统由反力装置、柔性均布压力加载装置、数字智能液压控制系统和高精度多元实时监测系统组成,具有可自由拼装、模拟空间大、荷载集度高、边界加载均匀和模拟精度高等特点。以赵楼煤矿3302工作面运输巷为工程背景,通过大量的相似材料配比及力学参数测试,确定了两种不同系列的材料分别模拟砂岩和煤层;设计制作了预应力锚杆(索)、箱型支护梁、钢带及托盘等相似构件;对让压型锚索箱梁支护系统进行了大比尺模型试验研究,得到了深部厚顶煤巷道开挖支护过程中的围岩内部应力演化与变形规律。结果表明,该系统能够较好地进行深井煤巷及其他大型地下硐室开挖支护全过程的模型试验研究。; 李术才王德超王琦王富奇彭蓬李为腾江贝王洪涛; 关键词：地质力学模型试验

DDARF中锚杆失效及收敛判据的研究被引量：5: 2013年; DDARF成功实现了模拟岩体裂纹萌生、扩展、贯通、破碎的全过程,但缺乏有效的锚杆失效判据和程序计算收敛判据。针对锚杆体的拉断破坏,采用最大拉应力准则,并在VC++平台下程序实现;针对锚杆体的滑脱失效,采用莫尔–库仑准则对灌浆体强度进行判断,并程序实现;针对程序计算的收敛判据,采用前后两步位移差与当前步位移比值小于某个极小值的方法,并程序实现,同时考虑了松弛因子对收敛的影响。将DDARF中锚杆的失效判据及程序计算收敛判据与室内试验进行对比,并应用到工程算例中。结果表明,DDARF中锚杆的失效判据和程序计算的收敛判据是有效的,能提高计算的效率和精度,为工程中特殊部位的支护提供参考;合理的松弛因子有助于程序计算的收敛,作者建议DDARF中松弛因子取值1.4～1.8较为合理。; 李术才陈云娟朱维申李利平张乾青赵同彬; 关键词：程序编制

让压型锚索箱梁支护系统组合构件耦合性能分析及应用被引量：12: 2012年; 对锚索梁支护及组合构件耦合支护研究现状进行了总结分析,指出锚索梁支护系统组合构件耦合支护研究的必要性和意义。以"先控后让再抗"支护理念为指导,研发出高强让压型锚索箱梁支护系统。通过层次分析法得到支护系统各构件权重值,提出了支护系统构件整体性能利用率、耦合效率和围岩控制效果3个指标,进行的13种数值试验对比方案结果表明:Ⅱ12c+Φ22锚索、Ⅱ12b+Φ22锚索和Ⅱ12a+Φ17.8锚索方案对应的支护系统均具有较高的耦合效率;锚索型号对支护系统耦合效率具有较为显著的影响;增大预紧力有助于进一步提高构件整体利用率、耦合效率,改善围岩控制效果。设计制作了测力箱梁,选择Ⅱ12b+Φ22锚索方案对应的锚索梁支护系统进行了现场试验,测站监测结果显示,支护系统在掘巷期间的整体性能利用率为54.51%,构件耦合效率达到75.61%,系统各构件达到了同步承载的效果,巷道顶板沉降量和两帮移近量分别为148 mm和180 mm,较好地控制了巷道围岩变形。; 王琦李术才李为腾李智江贝苗素军李海燕王德超王洪涛

深部厚煤层回采巷道围岩破坏机制及支护优化被引量：39: 2012年; 为了研究深部厚煤层回采巷道围岩破坏机制及支护对策，基于地质条件分析，采用钻孔窥视仪和地质雷达探测了巷道围岩的破坏模式及规律，通过模拟研究得到围岩的破坏机制，针对性的提出了锚网带与预应力锚索梁耦合让均压的优化支护方案和参数。结果表明：围岩由表面向内部破坏程度依次减弱，形成3-4个破裂区，前2个破裂区为松动圈。松动圈分布在煤层和底板泥岩中，其中顶部围岩松动圈平均深度3m，易产生离层。煤层越厚巷道越易失稳，其破坏机制是硕板锚杆处在破碎区，产生锚固端滑脱或整体冒落。通过现场支护试验，验证了优化支护方案和参数，有效地控制了厚煤层回采巷道稳定性。; 王汉鹏李术才李为腾李海燕李智; 关键词：深部回采巷道厚煤层围岩松动圈支护优化

随机分布贯穿裂隙岩体峰后应力-应变关系模型被引量：4: 2013年; 基于峰后软化阶段强度参数逐渐演化这一行为,采用Mohr-Coulomb强度准则,分别以岩石的最大主应变和裂隙的切向位移作为软化参数,假设强度参数为软化参数分段线性函数的条件下,给出岩石的峰后应力应变关系和裂隙的峰后应力切向位移关系的求法,在此基础上,利用概率方法给出了随机分布贯穿裂隙岩体峰后应力应变关系式的求法。最后结合算例讨论裂隙的平均间距、法向刚度和切向刚度对峰后应力应变曲线的影响。研究结果表明:裂隙的平均间距、法向刚度和剪切刚度越小,裂隙岩体的应变越大。; 仝兴华韩建新李术才李树忱汪雷; 关键词：应力应变关系

深部岩巷分区破裂围岩稳定性控制方法及应用被引量：16: 2014年; 深部高地应力岩巷开挖后围岩内出现分区破裂现象,采用传统的原设计方案巷道稳定性差。根据巷道围岩变形破坏的现场监测结果,经过理论分析和支护试验,提出了"提高法向约束、锚杆增韧止裂、协调耦合支护、应力内部转移、分区充填注浆、增强围岩强度"的锚注一体化综合控制方法理念。并提出了相对应的综合支护技术,即首先采用高预紧力超强锚杆及时支护围岩,锚杆的长度和数量分别由监测结果和分区支护能量判据确定;其次采用高强锚索让压梁支护巷道顶板,实现锚杆、锚索的协调耦合支护和围岩应力内部转移;最后采用中空分段螺旋式注浆技术进行滞后加固。最后针对监测巷道采用锚注一体化综合控制方法和技术进行了支护优化设计并进行现场支护试验,监测结果表明,优化支护的巷道稳定性良好。; 王汉鹏李术才薛俊华李建明张庆贺马芹永; 关键词：深部岩巷稳定性控制方法支护技术

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国家教育部博士点基金(20110131110030)

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机构

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