国家教育部博士点基金(20090162110037)
- 作品数：11 被引量：205H指数：8
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- 相关机构：中南大学挪威科技大学云南铜业(集团)有限公司更多>>
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- 金川矿山深部采掘条件下岩石力学研究与实践被引量：20
- 2012年
- 金川矿山经过几十年开采,开采深度已达1 000 m,复杂的工程地质条件、高地应力以及高渗透压导致深部开采工程的稳定性问题愈加突出。对金川二矿区深部850～1 000 m水平进行大量的现场地质调查研究,测试深部典型岩石的物理力学参数、膨胀与软化特性,研究岩石力学性质和地应力随埋深的变化规律。采用岩体地质力学(RMR)分类法和岩体质量(Q值)分类法,绘制二矿区深部各分段水平的岩体质量分区图。在深入调查金川矿区深部巷道变形和破坏特征的基础上,对高地应力、高渗透压下深部巷道开挖支护稳定性进行研究,结果表明,U型钢和锚杆联合支护效果最佳。全面总结金川矿区深部巷道支护经验,对巷道掘进和支护技术提出几点新的想法。研究不同开采方式对金川矿区深部充填体和围岩稳定性的影响,优化矿体回采方式,建议采用"隔三采一"布置回采进路,有助于控制围岩的变形,减弱上部充填体的下沉。
- 曹平张科万琳辉郭慧高王永才
- 关键词：采矿工程金川矿山深部开采巷道支护
- 节理剪切试验及其表面形貌特征变化分析被引量：49
- 2011年
- 节理表面形貌是影响节理抗剪强度的重要因素之一。采用试验方法研究岩石节理表面形貌与其抗剪强度之间的关系;运用RYL-600岩石剪切流变仪对天然岩石节理在不同法向应力下进行剪切试验,得到不同法向应力下节理的抗剪强度曲线,并运用TALYSURF CLI 2000扫描仪将节理表面在每次剪切前后进行高精度激光扫描测试,得到岩石节理表面的三维扫描图。分析节理在不同法向应力作用下的抗剪强度与节理表面形貌变化的关系,计算岩石节理表面轮廓平均角的加权平均值p,发现随着法向应力的增加,节理峰值抗剪强度增加,随着剪切次数增加,p呈减小趋势。说明节理的抗剪强度与法向应力和节理表面形貌特征参数p有关。
- 曹平范祥蒲成志陈锐周罕郑欣平张春阳
- 关键词：岩石力学节理剪切试验抗剪强度形貌
- 一种改进的岩石黏弹塑性加速蠕变力学模型被引量：22
- 2011年
- 为了全面描述岩石蠕变全过程,克服线性牛顿体不能准确描述加速蠕变的不足,在引入非线性蠕变体模型基础上,结合流变力学模型理论,定义应力与试件长期强度的比值为加速蠕变速率幂级数n,模型发生加速蠕变时的总蠕变量为蠕变特征长度εc,进而得到一种改进的能够描述岩石黏弹塑性加速蠕变的力学模型。结合东乡铜矿砂质页岩单轴压缩下分级增量循环加卸载蠕变试验,对模型参数的辨识进行解释,并将该模型的蠕变拟合曲线与实验的蠕变曲线进行对比。研究结果表明:该模型能很好地描述了岩石的加速蠕变特性。
- 曹平刘业科蒲成志陈锐汪亦显
- 巷道交叉段围岩变形规律及安全度分析被引量：27
- 2013年
- 以某矿井为工程背景,建立不同交叉情况的数值模型,分析了不同交叉情况下的巷道围岩变形规律,并且引入了同时考虑压剪破坏和拉伸破坏的单元安全计算方法来分析交叉段围岩的安全状况。结果表明:巷道交叉段的围岩变形有向锐角一侧偏移的现象,交叉角度越小偏移程度越明显。交叉角度越小,交叉段主巷锐角侧需要进行加强支护的范围越大。由于巷道交叉扩大了围岩扰动,巷道交叉段的顶、底板安全系数都比较低,安全系数小于1的区域要大于巷道其他部位。而拐角岩柱的安全度则由外而内呈梯度变化,拐角岩柱外侧的岩体安全系数最低,将最先发生破坏,然后逐渐向内部发展。交叉角度过小时,锐角侧拐角岩柱破坏面积所占比率较大,不利于巷道稳定性。所得结果可以为类似条件下的巷道支护提供依据。
- 曹日红曹平林杭张科
- 关键词：交叉巷道安全系数稳定性
- 考虑应变软化的巷道交叉段稳定性分析被引量：24
- 2013年
- 在两巷道的交叉段两支承压力区和顶板卸载区会发生相互叠加,因此,相对于巷道其他部位来说交叉段的围岩扰动范围会扩大,且导致变形加剧和原有支撑应力增加等不利于巷道稳定的情形出现。为分析地下采场巷道交叉段的稳定性,利用有限元数值模拟软件并考虑岩土体的应变软化特性,对5种具有代表性的交叉情形进行了数值模拟研究。研究结果表明:由于巷道交叉使得交叉几何中心附近的围岩变形进一步增加,不同的交叉角度对巷道交叉段的变形存在不同程度的影响,交叉角度越小,主巷(巷道1)锐角侧的变形越大,而且由于交叉角度的不同也使得交叉段主巷的顶板最大沉降区向锐角侧呈不同程度的偏移,交叉角度越小,偏移越为明显。从结果可以得出巷道2的变形同样也受到交叉角度的影响,从距离交叉中心4远的地方开始,交叉角度越小,巷道2的变形越大。研究成果可以为类似条件下的巷道设计和支护提供借鉴与参考。
- 曹日红曹平张科林杭
- 关键词：交叉巷道沉降稳定性
- 剪切作用下节理表面形貌变化被引量：1
- 2011年
- 岩石不连续面的粗糙度对节理岩体的剪切力学性质有重要影响。为研究剪切作用下节理表面形貌变化,对5组节理试样进行了2次剪切试验,借助三维非接触式高精度激光形貌仪(TalysurfCLI2000)对每次剪切前后节理表面进行扫描测试,从微观和宏观方面分析了节理表面形貌在剪切作用下的变化,得出如下结论:(1)节理峰值抗剪强度与节理表面形貌有较大关系;(2)经过2次剪切试验,节理表面较高高度范围内峰点数量减少,较低高度范围内峰点数量增加;(3)经过2次剪切试验,节理表面最大高度降低,凸起体高度普遍下降,中间高度凸起体分布增加;(4)经过2次剪切试验,节理表面轮廓线的包络线呈下降趋势,平均轮廓线也呈下降趋势,下降高度与法向应力有关。
- 曹平周罕范祥黄雪姣陈瑜
- 不同温度的水岩作用对岩石节理表面形貌特征的影响被引量：15
- 2013年
- 选取2种不同岩石试样,利用微机超级恒温槽控制不同温度的水岩作用,并采用Talysurf CLI2000三维表面激光形貌仪扫描岩石表面并分析其形貌特征参数,通过水岩作用前后形貌分形参数和数理统计参数定量对比,探讨不同温度水岩作用对岩石节理表面形貌变化影响机制。试验结果表明：在20~60℃范围内,经过水岩作用后岩石表面形貌分形维数的相对变化ΔD随着温度升高而增大,在60~80℃范围则随着温度升高而减少;相对分形维数变化ΔD和水岩作用温度t二者之间的呈现抛物线函数特征;温度对形貌数理统计参数的影响规律表明：温度的升高可以促进水岩作用,并且存在一个温度敏感极值点tms（本研究为60~80℃之间）,此时温度对水岩作用影响程度达到最大。当温度低于敏感极值点时,温度的升高可以加速促进水岩作用,而高于敏感极值点时,水岩作用对温度的敏感性明显降低。
- 曹平宁果果范祥梅慧浩黄雪姣
- 关键词：水岩作用表面形貌统计参数
- 耦合节理上下表面形貌参数关系被引量：1
- 2012年
- 节理的表面形貌特征对节理的力学和水力学性质有重要影响在地下岩石工程施工过程中,会有大量的人工节理产生,为了研究人工节理表面的形貌特征,采用巴西劈裂法制作耦合良好的人工节理,用Talysurf CLI 2000三维非接触式激光形貌仪扫描各节理的两表面,分别计算了各表面粗糙度的最大峰高、算术平均值、偏态系数值、峰态系数值和JRC值,对比分析耦合节理两表面的形貌参数值,发现如下规律:1)耦合节理两表面的最大峰高、表面高度的算术平均值和高度分布的峰态系数值近似相等,不同节理的算术平均值和高度分布的峰态系数值相差较大;2)大部分耦合节理两表面高度分布的偏态系数值表现出一正一负,个别节理两表面的偏态系数值同为负;3)耦合节理两表面的峰点分布曲线变化一致,且峰点数量集中分布在节理表面中间高度范围内;4)耦合节理两表面的JRC值近似相等。
- 范祥曹平
- 关键词：偏态系数JRC
- 基于颗粒流的平台圆盘巴西劈裂和岩石抗拉强度被引量：29
- 2013年
- 使用颗粒流(PFC)虚拟实现不同中心角的平台圆盘巴西劈裂和直接拉伸试验,观察平台圆盘巴西劈裂中裂纹形成、扩展的一般过程,分析不同中心角对岩石破坏过程及破坏模式的影响。研究结果表明:平台中心角越大,岩石内损伤破坏程度越高,破坏模式变得更复杂。通过对不同平台中心角的圆盘试样断裂模式的观察和分析,并结合已有的研究成果推荐平台中心角为20°;利用直接拉伸数值试验的拉伸强度,计算出平台中心角为20°时的抗拉强度修正系数k=0.931 5。
- 孟京京曹平张科谭鹏
- 关键词：岩石力学抗拉强度颗粒流
- 预制裂隙几何参数对类岩材料破坏模式及强度的影响被引量：30
- 2014年
- 采用岩石力学伺服试验机,对混凝土材料预制裂纹试件进行单轴压缩试验,根据试验结果分析裂隙参数(裂隙倾角和岩桥倾角)对试件破坏模式和试件单轴抗压强度的影响规律。研究结果表明,当以岩桥倾角分组时,60°岩桥倾角试件组单轴抗压强度最小;当以裂隙倾角分组时,75°裂隙倾角试件组单轴抗压强度最大。裂隙参数变化对于试件的破坏模式及其单轴抗压强度影响显著,并且不同破坏模式中起主要影响作用的参数不同。对于预制裂隙贯通破坏的试件,其微裂纹的搭接贯通模式及试件的单轴抗压强度主要受岩桥倾角影响;对于单裂隙微裂纹贯通破坏和无微裂纹发育的整体脆性破坏的试件,其破坏模式及单轴抗压强度则主要受到裂隙倾角的影响。
- 靳瑾曹平蒲成志
- 关键词：裂隙岩体单轴抗压强度
