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侧压系数效应下钻孔孔周力学响应特征: 2024年; 为了保证钻孔的有效性,对钻孔孔周煤岩力学响应特征进行研究十分有必要。研究通过构建钻孔数值模型,通过侧压系数表征复杂应力条件引起的应力分布差异,探究不同侧压系数下钻孔孔周力学响应特征。研究结果表明:在钻孔刚刚形成时,应力水平较低,力链分布均匀。在钻孔周围煤体的应力场调整后,钻孔的力链分布不均,出现应力集中现象。孔周位移场呈“碟叶”分布状,随着侧压系数的增加,钻孔孔周煤岩垂直方向与水平方向的应力水平均逐渐增加,垂直位移与水平位移也逐渐增大。当侧压系数小于1.0时,裂隙主要沿水平方向扩展,而当侧压系数大于1.0时,裂隙主要集中在垂直方向。本研究为钻孔的稳定性提供了理论参考。; 王力刘海胜齐晓华马云缑凯; 关键词：钻孔侧压系数数值模拟

基于FDM-DEM的侧压系数对煤层注水钻孔影响研究被引量：2: 2024年; 煤层注水广泛应用于煤矿井工开采,注水后煤体湿润,使其强度和脆性减弱、塑性增加,并减少浮尘的产生量。对于深部低渗透、难注水煤层,煤层注水孔周围煤体变形破坏特征影响着煤层注水效果。基于有限差分法(FDM)与离散元法(DEM),构建了流固耦合模型,分析不同侧压系数条件下钻孔周围煤体变形破坏规律以及煤层注水渗流规律。研究结果表明:双向等压条件下,钻孔周围变形破坏范围以及注水孔隙水压力大致呈现圆形分布;而双向非等压条件下,则呈椭圆形分布,且在较小应力方向应力集中现象较为明显。随着侧压系数在1.6以内增大,钻孔上下两侧破碎区域相应扩大,但当侧压系数为1.6,1.8,2.0时,裂隙分布区域无明显差异。水压力分布和有效润湿范围与破坏区域分布相似。垂直润湿范围随着侧压系数的增大而发生较大的变化,总体呈先增大而后变化趋势较小。当侧压系数为1.0~1.6时,垂直润湿范围受侧压系数影响较大,而后因上下两侧的应力集中程度加大,致使上下两侧发生局部区域强烈挤压,润湿范围不会随之明显扩大。研究结果可为深部低渗透、难注水煤层的注水钻孔设计提供参考依据。; 王太成连清旺祁云霞; 关键词：离散元有限差分煤层注水侧压系数破坏特征

侧压系数对矩形巷道应力及位移影响被引量：1: 2023年; 使用复变函数对矩形巷道边界最大主应力进行理论求解,并基于理论计算结果进行数值模拟实验,分析矩形巷道围岩应力位移变化规律。结果表明:数值模拟的最大主应力求解结果与理论分析结果完全一致,验证了数值模型的科学性和正确性;巷道最大主应力的最大值在不同侧压下,均出现在巷道边界的4处拐角且4个值相等;随着侧压系数的增大,在不同侧压力下,巷道发生竖向位移的围岩主要发生在巷道的顶底板,两帮未发生明显的竖向位移,并且随着侧压系数的增大,发生的竖向位移量减小,发生竖向位移的围岩范围变小;当侧压系数k<1时,发生位移的围岩范围呈现出“8”形状;k=1时,呈现出“O”形状;k>1时呈现出“∞”的形状,并且侧压系数越偏离1,呈现出的“8”或“∞”形状越明显。; 陈丹杨玉中; 关键词：侧压系数矩形巷道数值模拟复变函数

不同侧压系数下深部巷道变形破坏数值分析: 2023年; 随着开采深度的不断增加,巷道围岩破坏程度也逐渐增大,巷道稳定性成为相关工作人员关注的焦点。矿产资源处于地层较深处,开采环境复杂,特别是在构造应力复杂的情况下,巷道的稳定性面临巨大挑战。对深部巷道围岩在不同的侧压系数下,水平位移、垂直位移、最大应力分布以及塑性区的变化特征进行了研究,并运用3DEC(3 Dimension Distinct Element Code,三维离散单元法程序)软件进行数值模拟研究。研究结果表明:巷道两帮的水平位移会随着侧压系数的增大逐渐变大;顶底板的垂直位移也在增大,并向两帮扩展;此系数对巷道顶底板塑性区的影响较为明显,出现剪切形式的破坏范围呈增长趋势,两帮塑性区破坏形式主要为剪切破坏。通过3DEC数值模拟研究,为深部巷道处于复杂应力环境时的巷道支护提供参考。; 张雨豪陈世江; 关键词：深部巷道侧压系数数值模拟应力集中

侧压系数对高应力破碎区隧道结构受力影响的试验研究被引量：6: 2023年; 开展高地应力作用下隧道衬砌受力特性研究,对完善支护结构设计方法具有重要意义。采用室内物理模型试验方法,通过设置初始高地应力和变化侧向压力系数,对下穿断层破碎带隧道围岩与结构的力学响应规律进行系统研究。试验结果表明:在高地应力作用下,下穿倾斜破碎带的隧道围岩变形、应力和衬砌内力均出现明显的非对称性与偏压现象,近断层侧拱脚应力为远断层侧拱脚的2.4倍;当侧压力系数为0.5时,远断层侧拱脚弯矩为近断层侧拱脚弯矩的1.8倍;切向围岩应力受断层破碎带的影响较大,在0.1 D~0.3 D洞壁距离应力集中较为明显;侧压力系数增大,非对称性增强,受力最大的位置为近断层拱脚,受力最小的位置为拱底;同时断层破碎带导致衬砌结构受力差异性增大,拱顶沉降明显,衬砌结构逐渐失稳,建议对拱脚、拱顶与拱底进行构造加强。; 黄锋朱涛刘星辰向晋扬王毅; 关键词：断层破碎带衬砌结构侧压力系数

不同侧压系数下复合地层变形破坏特征数值模拟被引量：5: 2022年; 针对中国中西部挤压造山带大埋深不同侧压系数(0.5~2.0)下复合地层在工程开挖扰动下复杂叠加的变形破坏特征,采用有限差分程序FLAC^(3D)对3种不同组合类型的复合地层开展了数值模拟研究。同时结合软岩和硬岩解析解的分析对比,发现开挖卸荷作用下复合地层位移量比均质软岩小,前者随侧压系数增加位移量较大的点由顶拱向边墙转移变化。硬岩中富集的主应力比软岩中高。软岩塑性区半径最大的是前软后硬型,远大于上下叠置型复合地层的结果。后者接近该深度下的均质软岩隧道的塑性圈半径。研究结果可为复合地层中隧道工程设计和施工提供参考。; 尚彦军蒋毅赵斌赵斌; 关键词：造山带地应力侧压系数复合地层数值模拟

非构造作用缓倾岩层高侧压系数成因分析: 2022年; 一般认为高侧压系数是由构造作用所致,实践表明,在一些非构造作用岩层中也存在高侧压系数现象。依托浩吉铁路如意隧道工程,采用剥蚀卸荷模型对非构造作用缓倾岩层高侧压系数现象进行解释;采用基于岩石Kaiser效应的声发射法,对如意隧道DK476附近历史最大地应力进行测试分析。通过切线交点法作图确定Kaiser效应点,测得Kaiser应力平均值为45.6 MPa。取样点历史最大埋深测算结果为1876 m,而现今埋深仅为140 m,地层剥蚀厚度高达1736 m,这是导致其现今侧压系数较高的主要原因。; 孙元春魏思宇辛民高尚彦军; 关键词：地应力侧压系数剥蚀声发射 KAISER效应

不同侧压系数下矩形巷道逐步开挖的稳定性分析被引量：5: 2022年; 为了研究不同侧压系数下巷道逐步开挖对围岩稳定性的影响,在相似模拟试验的基础上,采用FLAC^(3D)软件建模,通过对试验结果与数值模拟结果进行对比,确定数值模型的可行性,并基于数值模拟结果,对5组不同侧压系数下巷道逐步开挖的主应力差和塑性区的演化规律进行研究。结果表明:侧压系数一定时,随着巷道的开挖,顶板与底板主应力差呈先增加后减小并趋于稳定的变化趋势,帮部主应力差呈先缓慢增加、快速增加、缓慢增加至最高点并趋于稳定的变化趋势;随着侧压系数的增大,对巷道稳定性的影响程度依次为顶板、底板、两帮,围岩塑性区正在剪切破坏的分布范围呈缓慢增加、减小、增加的趋势,两帮围岩塑性区以正在剪切破坏为主。; 栗东平冯瑞广; 关键词：侧压系数深部巷道

不同侧压系数对立井穿煤层井筒围岩稳定性影响分析: 2022年; 为探究侧压系数对立井穿煤层井筒围岩稳定性的影响机制,使用FLAC^(3D)软件分析中裕煤矿副井穿煤层的围岩变形及塑性区发育特性。在围岩力学特性测试的基础上,使用数值模拟方法进行研究。研究结果表明,随着侧压系数的增加,井筒的位移、应力以及塑性区都有不同程度的增加,较高的侧压系数会使井筒围岩的稳定性下降,较低的侧压系数更有利于井筒围岩稳定性。; 张东訾亚楠史鑫; 关键词：侧压系数围岩稳定性

考虑倾角和侧压系数影响的巷道围岩稳定分析被引量：2: 2022年; 通过坐标转换公式对地应力三个主应力方向为基础建立的坐标轴进行旋转,建立新的坐标轴使得巷道轴向与新坐标轴的Z轴平行,在新坐标系下得到了巷道围岩受力状态的简化模型。基于鲁宾涅特解答推导出考虑轴向倾角及侧压系数的巷道围岩塑性区半径计算公式,并对塑性区形状的变化规律进行了分析。考虑围岩的剪胀特性并结合Mohr-Coloumb屈服准则和非关联流动法则,得到了巷道围岩塑性区的应力解,在巷道围岩的弹塑性交界面处,通过弹塑性力学的相关理论得到了各偏应力主值的计算公式。; 张雷; 关键词：巷道剪胀

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