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基于双屈服面模型的圆形软岩巷道围岩变形弹塑性解被引量：4: 2017年; 软岩巷道过大的径向位移对煤矿生产有较大影响。基于双屈服面模型,利用某种泥岩材料的常规三轴实验数据,分别拟合了以第一、第三塑性主应变(ε_1~p,ε_3~p)为硬化参量的加载面,根据对完全加载假设的验证,推导了此泥岩材料的非关联流动法则,得到了围岩塑性区范围和径向位移的解。研究结果表明:该泥岩材料的2个加载面形式为二次函数,各项系数均可表示为ε_1~p或ε_3~p的一次函数,由此确定塑性应变增量分量的大小;推导出的非关联流动法则中含有常数项,其原因为:在加载过程中,会先达到以ε_3~p为硬化参量的加载面,当ε_1~p恰好为0时,ε_3~p即为该常数的值;考虑了岩石的非线性应变软化特征,排除了"人为假定流动法则"等主观因素的干扰,求解了塑性区范围和径向位移的解析解,得到了在一定地应力和该岩性条件下二者与开挖半径的线性拟合公式。; 李浩白海波武建军孟庆彬王迎超赵慧明黄卫星马凯郑磊; 关键词：非关联流动法则圆形巷道弹塑性解

基于新型加卸载本构模型底板损伤规律研究被引量：2: 2018年; 应力路径对底板岩石力学性能有重大影响,而隔水层的力学特性是其厚度的决定性因素之一。本文认为岩石材料是一种能量非均匀耗散结构,以此为基础建立了修正平行杆模型,将宏、细观损伤变量和损伤演化方程相互联系,体现了循环加卸载过程中岩石的"非线性"、"随机性"和"刚度退化"特性。结合Drucker-Prager屈服准则,建立了一种新型循环加卸载本构模型。根据不连沟矿工程实际建立数值计算模型,通过UMAT二次开发,计算采矿过程中底板的损伤响应。结果表明,工作面煤壁下的底板损伤深度随顶板悬露面积的增加而增加,随顶板垮落而减小。而采空区内形成张拉裂隙,并释放应力波,导致底板损伤深度二次加深。上述因素使得损伤深度以Logistic函数形式波动增长,最终不超过18.5 m的概率超过90%。; 李浩白海波武建军马占国孟庆彬马凯武光明杜亚波; 关键词：数值模拟

凉水井煤矿顶板导水裂隙发育机理分析被引量：5: 2017年; 为了得出凉水井煤矿顶板导水裂隙的发育规律,首先利用经验公式做了导水裂隙发育高度预测,进而应用野外踏勘实测分析了导裂带发育形态,同时运用数值计算软件FLAC3D进行了导裂带发育过程模拟。; 郑磊白海波马凯; 关键词：顶板突水导水裂隙

岩体循环加卸载力学特性对完整底板导水通道演化影响研究被引量：2: 2018年; 防控底板突水危害的重点在于研究完整底板由隔水层到导水通道的演化过程。根据采矿过程中底板岩体在压–拉–压荷载下弹性刚度变化特点,以弹性模量作为损伤变量,采用双标量型D-P弹塑性损伤本构模型,由成庄矿工程地质条件为背景建立有限元模型,分析工作面推进过程中底板导水通道演化规律。得到主要结论如下:(1)采动底板中同时存在压、拉损伤破裂带,压缩、拉伸损伤分别超前、滞后煤壁产生,二者相互连通,形成斜穿工作面煤壁平面的导水通道。(2)底板破坏深度随顶板悬露面积增大而增加,并导致上一计算步煤壁处底板破裂深度二次加深。工作面煤壁位置处底板压缩损伤深度的增长速率在充填体影响下迅速减小(顶板初次垮落),并最终达到稳定(顶板周期垮落)。(3)充填体的弹性模量过低会导致破坏深度持续快速增加。在充填体作用下,底板岩体中张拉裂隙闭合,弹性刚度有所恢复,同时岩体渗透性降低。由注水试验所得监测结果与数值模拟成果基本吻合。; 李浩白海波武建军赵慧明孟庆彬马凯黄卫星郑磊; 关键词：岩石力学循环加卸载弹塑性损伤本构模型导水通道注水试验

凉水井矿近距煤层上组煤老空水防治技术研究被引量：3: 2016年; 运用理论计算、数值模拟并结合现场试验研究了凉水井煤矿2近距煤层上组煤开采后底板破坏深度及下组煤顶板导裂带高度。结果表明,上组煤底板在采动后应力集中影响下产生破裂,随后受周期来压的影响稍有加深至16 m。当开采下组煤时,导裂带裂隙叠加并贯通至上组煤老空区,同时上组煤导裂带会更加发育,松散含水层水及地表水将更易导入采煤工作面,应提前预防。; 马凯白海波李浩; 关键词：注水试验近距煤层

司马煤矿底板断层活化突水机理分析被引量：7: 2018年; 为分析煤矿采场底板断层采动活化机理,以司马煤矿为背景采用理论分析、数值模拟、室内试验等方法,在考虑采动应力和水压力的基础上进行了研究。推导出了完整底板及含断层底板采动破坏深度的表达式;采用模拟断层带填充物渗透性试验及FLAC^(3D)数值模拟软件,研究了煤层开采过程中应力变化对断层带渗透特性的影响,并通过现场断层带联通性试验验证了司马矿断层带阻隔水能力较弱。; 马凯马凯白海波田成东; 关键词：断层活化突水机理裂隙数值模拟

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马凯