时凯
- 作品数：21 被引量：293H指数：9
- 供职机构：中国科学院武汉岩土力学研究所更多>>
- 发文基金：中国科学院知识创新工程重要方向项目国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：矿业工程建筑科学理学自然科学总论更多>>
- 超千米深部全断面岩石掘进机卡机机理被引量：37
- 2013年
- 为了解决超千米深井巷道建设面临的严峻挑战,拟将全断面岩石隧道掘进机(TBM)在解决关键岩石力学问题和机械制造问题的基础上加以改进引入到超千米深井巷道建设。然而深部高应力挤压变形将导致TBM的护盾极易被卡塞。揭示了TBM的卡机机理:当护盾周围围岩变形量超过开挖预留的变形量,围岩开始与护盾接触并挤压护盾,进而在TBM推进时围岩对护盾产生摩擦阻力,当TBM推力无法克服围岩对护盾产生的摩擦阻力时,便导致TBM护盾被卡。提出了相应的卡机状态判据。提出了判断护盾被卡状态的理论计算方法及过程:考虑工作面空间效应,基于Hoek-Brown准则研究了护盾周围围岩收敛变形沿巷道轴向的变化规律,计算出作用在护盾上的围岩压力,进而计算围岩对护盾的摩擦阻力,最后根据卡机状态判据判断护盾是否被卡。
- 刘泉声黄兴时凯刘学伟
- 关键词：TBM卡机
- TBM应用于深部煤矿建设的可行性及关键科学问题被引量：37
- 2013年
- 分析了我国煤炭资源赋存和生产现状,指出我国煤矿已经进入深部开采,并很快进入千米以下开采时代,深部矿井建设将呈现大型化、集约化和现代化趋势。深部巷道掘进现状和困难表明:高地应力、高地温等复杂条件下,传统的钻爆法和综掘机难以满足千米深部大型煤矿快速安全建设的要求。基于深部巷道实际情况和TBM在其他地下工程中所展现的各种优势,提出将TBM应用于深部煤矿建设,并回顾了已有的TBM在煤矿中的应用案例。鉴于深部岩体赋存环境及其力学行为的复杂性,指出了TBM应用于深部煤矿建设的一系列关键问题。
- 刘泉声时凯黄兴
- 关键词：岩石巷道TBM复合地层
- 临近巷道掘进扰动效应下巷道变形监测分析被引量：46
- 2011年
- 对淮南朱集矿轨道巷进行两帮收敛、拱顶沉降、底臌和锚索拉力的现场监测,基于监测结果,阐明轨道巷在相邻的胶带巷和回风巷扰动影响下围岩变形和锚索拉力的变化趋势。监测结果表明:轨道巷围岩受到了回风巷和胶带巷的扰动;变形经历较长时间后达到稳定,且底臌值大于两帮收敛和拱顶沉降;胶带巷和回风巷对轨道巷的扰动影响程度和巷道群的空间布置相关,在巷道间距大于5倍硐径情况下扰动仍然存在,而且扰动影响不是突变性的,具有时空效应。
- 刘泉声时凯黄兴
- 关键词：巷道群监控量测扰动效应围岩控制
- 红粘土的水—土作用力学效应试验研究被引量：9
- 2011年
- 对红粘土试样进行物化分析试验和常规室内试验,结果表明该土样结构为铁质胶结,胶结物主要为针铁矿,且土样含水量高、孔隙比大、塑性高。对不同含水量的试样进行直剪强度试验,在三种垂直压力作用下,红粘土的抗剪强度都随含水量的升高而减小。对经过不同pH值的Al(NO3)3溶液和Fe(NO3)3溶液浸泡后的试样进行直剪试验,结果显示经Al(NO3)3溶液处理过的试样抗剪强度随pH的增大而增大,而经Fe(NO3)3溶液处理过的试样抗剪强度随pH的增大而减小。含水量、pH值以及水溶液的成分都会影响红粘土的力学性能。
- 周敏时凯
- 关键词：红粘土含水量PH值抗剪强度
- 基于BP网络的深部软岩巷道围岩力学参数反演研究被引量：4
- 2013年
- 为探索高地应力下深部软岩巷道围岩应力场及位移场的分布情况,建立了简化的应变软化模型,分析了此模型的关键参数;采用均匀设计法设计了数值计算中待分析的参数方案,且将各方案参数代入FLAC3D软件中进行了数值仿真分析;再将各工况下监测点计算的相对位移与岩体力学参数代入BP网络进行训练、学习,并将监测点位移相对监值输入训练的BP网络,获得参数反演值。以淮南矿业集团顾桥煤矿轨道巷为工程背景,进行了巷道深部位移监测,根据监测结果反演了简化应变软化模型的关键参数,经正分析对比验证了力学参数反演结果的准确度、可靠性,反演结果为后续工程数值计算奠定了基础。
- 夏海燕付建军时凯
- 关键词：软岩巷道围岩均匀设计BP网络
- 某高边坡安全系数计算及稳定控制研究被引量：1
- 2010年
- 首先阐述了极限平衡法和强度折减法的基本原理,其次采用上述两种方法进行了安全系数计算,获得了不同算法下安全系数大小,最后对计算结果进行了详细的分析,提出了具体的工程稳定控制对策,工程实践表明,此支护方案是可行的。
- 赵星时凯
- 关键词：强度折减法安全系数
- 基于空腔膨胀理论的TBM滚刀破岩模型研究被引量：8
- 2020年
- 确定岩石隧道掘进机滚刀破岩过程中岩石力学响应分区是研究滚刀-岩石相互作用过程的基础,也是建立滚刀破岩力计算模型的关键。基于空腔膨胀理论,分析滚刀贯入过程中岩石力学响应过程和分区,建立滚刀破岩过程空腔膨胀模型。在此基础上通过理论推导得到各响应分区力学形成机理和尺寸信息,并分析各响应分区在不同破岩条件下的变化规律。结果表明:在滚刀贯入过程中,岩石可以划分为5个响应分区:处于静水压力状态的密实核区、压剪破坏占据主导地位的破碎区、拉伸破坏控制的径向裂纹区、弹性区和未扰动区。岩石强度和围压是影响破岩效果的重要因素。随着岩石单轴抗压强度的增加,径向裂纹区和弹性区尺寸近似线性增加,破碎区尺寸基本保持不变。随着围压的增加,径向裂纹区和弹性区尺寸迅速减小,破碎区尺寸则不受影响。
- 李克金李文张德文时凯夏恩虎仇晖
- 关键词：隧道掘进机
- -790m水平近距离后开挖巷道应力场分布规律研究被引量：1
- 2011年
- 文章详细分析了轨道大巷破坏原因,认为胶带大巷开挖引起的应力扰动、转移、积聚是造成轨道大巷破坏的主要原因,由此提出了研究胶带大巷围岩应力分布规律的重要性,并采用水压致裂法重点进行了胶带大巷两帮围岩应力测试,测试结果显示:后开挖胶带大巷周边围岩应力状态明显受到了先开挖轨道大巷的影响,同时,测试结果也为后续巷道稳定研究分析奠定了基础。
- 李坚付建军朱元广时凯
- 关键词：底鼓水压致裂
- 基于TBM巷道开挖卡机风险分析的围岩分类被引量：5
- 2011年
- 文章在煤矿深部巷道围岩分类的基础上,借鉴QTBM模型,考虑影响全断面岩石掘进机(TBM)卡机的挤压变形的相关参数,选取岩石的单轴抗压强度、强度应力比、岩体完整性、岩石硬度四个指标,将TBM掘进条件下的深部巷道围岩划分为Ⅰ(好)、Ⅱ(较好)、Ⅲ(差)、Ⅳ(极差)四个类别,对每个类别均进行了岩体质量描述和岩种举例。最后建立了围岩类别、挤压变形级别和卡机风险对照关系表,据此可定性预测TBM卡机风险。
- 刘放黄兴时凯
- 关键词：巷道TBM卡机围岩分类
- 基于粘弹性理论的巷道围岩应力场、位移场解析预测被引量：2
- 2009年
- 以粘弹性理论为基础,采用解析的方法,通过拉普拉斯变换,建立了考虑时效性的围岩应力场、位移场数学表达式。利用位移及应力边界条件,导出了高强预应力锚杆支护下的围岩应力场、位移场解析解。工程实践表明,随着巷道的开挖,锚喷支护能有效控制围岩稳定,且支护后围岩的应力场、位移场随时间的变化趋于稳定,理论上验证了解析解的合理性和科学性。
- 付建军刘泉声覃正刚时凯
- 关键词：粘弹性理论拉普拉斯变换
