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变形破裂过程流固耦合效应分析方法与应用
2023年
矿山工程领域体开挖诱发的瓦斯突出、矿井突水等动力灾害都与变形破裂过程中的流固耦合效应密切相关.目前,开采扰动诱发的矿山体工程灾害的问题日益凸显.因此,对变形破裂过程流固耦合进行深入研究可以为防止与瓦斯突出及矿井突水等矿山动力灾害防治提供可靠依据.1项日简介本项目以矿山体工程频发动力灾害及其防控为研究背景.
徐涛朱万成于庆磊杨天鸿唐春安
关键词:煤岩变形破裂矿井突水动力灾害矿山岩体流固耦合
受载变形破裂电磁辐射能变化规律研究
炭在开采过程中会因为受到强大的变形挤压导致巷道坍塌,威胁人民的生命财产安全,因此对动力灾害的预测具有重要意义。体在外力作用下发生破裂的本质是其内部能量失衡,本文将研究受载过程中电磁辐射能变化规律,作为预测...
左辉
变形破裂过程的红外辐射信息去噪与监测预警方法
本发明公开了一种变形破裂过程的红外辐射信息去噪与监测预警方法,属于保水开采与遥感石力学领域。本发明设计了一种在红外辐射试验过程中主动激励辅助下的被动红外监测布置方法,提出了一种基于双对比试样的二次差分去噪方法,...
马立强高强强吴乙辉
变形破裂过程的红外辐射信息去噪与监测预警方法
本发明公开了一种变形破裂过程的红外辐射信息去噪与监测预警方法,属于保水开采与遥感石力学领域。本发明设计了一种在红外辐射试验过程中主动激励辅助下的被动红外监测布置方法,提出了一种基于双对比试样的二次差分去噪方法,...
马立强高强强吴乙辉
文献传递
复合变形破裂温度-应力-电磁多场耦合机制被引量:2
2020年
动力灾害中各个物理场演化非常复杂,结合损伤力学、电磁场理论等交叉学科理论,推导了复合变形破裂温度场、应力场、电磁场多物理场耦合数学模型,建立了多场仿真模型,对受载变形破坏过程中这3个物理场的变化规律进行数值模拟,并进行实验验证研究。仿真结果表明:复合内部应力突变,微观角度而言,旧分子链断裂形成新的分子链,释放热量,同时,带电粒子在区域电场的作用下变速运动产生电磁辐射。宏观而言,体的抗压强度弱于体,体内出现裂隙,体应力、温度和电磁场能量明显高于体,在裂隙尖端应力和温度最大,磁场能量跟随仿真加载时长增加不断增强,磁感应强度沿逆时针旋转,由内向外不断衰减。在相同条件下的实验结果表明:复合内部红外辐射温度随应力的增长呈现阶梯型上升趋势,在应力峰值附近温度达到最高。电磁辐射在加载初期缓慢增长,在应力峰值附近,电磁辐射突增至峰值,继续加载至破裂,电磁辐射急剧衰减直至消失。实验与仿真结果一致,利用力电热耦合模型可以研究复杂条件下受载的特性,为深部开采动力灾害预测预报提供理论基础和新方法。
李鑫李昊杨桢苏小平马子莹
关键词:温度场电磁场仿真模型
复合变形破裂应力-电荷-温度耦合模型研究被引量:4
2019年
为探究复合力学性质与电荷、温度信号内在联系,从大同忻州窑矿具有典型动力灾害特征层,提取顶板样、底板按照1∶1∶1比例制备复合试样,采用0.1,0.3,1.0mm/min三种不同加载速率对试样进行单轴加载破裂实验,研究复合试样单轴加载变形破裂过程中电磁、电荷、温度信号变化规律。试验结果表明:电磁辐射脉冲、电荷感应、温度在复合试样失稳破坏前均出现明显的前兆变化特征;加载初期电磁辐射、电荷感应信号较弱,随着加载应力水平的增加,两个信号逐渐增强,在临近峰值应力前信号达到最强,具有较强的一致性,两者呈二次相关性,系数在0.8以上;相对于电磁辐射信号变化特征,电荷感应信号的持续时间较短,信号特征为阵发性的,当以0.1mm/min速率加载时,电荷感应信号最强,0.3,1.0mm/min速率加载时信号变化率随加载速率增大而增大;温度总体呈阶跃式、台阶式上升趋势,在峰值前达到最大值。结合复合破裂SET(stress-electricity-thermal)耦合模型,推导电磁辐射脉冲数与电荷感应电压之间的数学关系,构建了SCT(stress-charge-thermal)耦合模型。针对12组试样进行试验,数据拟合结果表明:SCT模型参数n,b′的数据拟合精度较SET耦合模型m,b稍高,复相关系数基本均在0.9以上,具有较高契合度。试样产生的电磁辐射、电荷感应及温度变化与自由电荷、内部微破裂、摩擦等因素有关。在矿现场电荷感应检测受干扰相对于电磁辐射要小很多,故可考虑采用SCT耦合模型对动力灾害进行预测预报。
杨桢苏小平李鑫
受载复合变形破裂多场耦合模型研究
动力灾害是体在外界应力作用下在短时间内发生的一种具有动力效应和灾害后果的现象,是一种极其复杂的动力现象。变形破裂过程中产生的电磁、红外辐射可有效快捷预测冲击地压、与瓦斯突出等动力灾害,实现非接触式连续动态预...
代爽
受载复合变形破裂电荷感应变化规律被引量:3
2017年
为有效提取动力灾害电荷感应前兆特征以提高其预测准确率,在0.1、0.3和1 mm/min等3种加载速率下对复合进行单轴加载破裂试验,采用自主研制的新型电荷传感器检测电荷感应信号,研究复合变形破裂过程中电荷感应信号变化规律及机制。试验结果表明:复合失稳破裂前有明显的阵发性、不连续的电荷感应脉冲前兆信号;电荷感应信号随着加载应力水平的增加逐渐增强,在临近峰值应力前达到最强;当0.1 mm/min加载速率时,复合产生的电荷感应信号最强;复合样部分的电荷感应信号变化较顶底板体明显;复合破裂产生的电荷感应信号与其内部破裂、摩擦、热效应等因素有关。
杨桢李鑫邱彬赵扬锋苏小平
关键词:前兆特征
一种变形破裂过程全波形同步综合监测系统及方法
一种变形破裂过程全波形同步综合监测系统及方法,属于变形破裂监测领域。该系统包括:加载机构、传感器单元、数据处理单元、控制器、显示器和数据存储装置;本发明采用加载机构使得试样变形破裂,在变形破裂过程中,通过...
赵扬锋刘玉春潘一山罗浩李忠华李国臻
文献传递
受载复合变形破裂力电热耦合模型被引量:5
2016年
采用自主研制的电磁辐射信号采集系统、高精度红外热成像仪分别采集由顶板层、底板组成的复合受载破裂产生的电磁辐射、红外辐射温度信号。对复合的弹性模量与温度变化规律进行研究。结合热损伤、力电耦合模型,提出复合损伤因子,建立了受载复合破裂力电热耦合模型。对试样测试的数据进行拟合,分别采用力电耦合模型、力电热耦合模型对测试的试样模型参数m进行拟合。研究结果表明,复合的弹性模量和温度呈负相关关系,复相关系数在0.9以上。建立的新模型参数复相关系数比力电耦合模型有一定提高,结果表明考虑热损伤对模型修正后,模型精确度得到提高。
杨桢代爽李鑫齐庆杰
关键词:电磁辐射

相关作者

王恩元
作品数:545被引量:3,733H指数:36
供职机构:中国矿业大学
研究主题:电磁辐射 煤岩 煤与瓦斯突出 煤岩动力灾害 冲击地压
肖红飞
作品数:45被引量:429H指数:12
供职机构:湖南科技大学能源与安全工程学院
研究主题:电磁辐射 煤岩变形破裂 力电耦合 煤与瓦斯突出 乳化重油
何学秋
作品数:282被引量:3,794H指数:39
供职机构:中国矿业大学
研究主题:电磁辐射 煤与瓦斯突出 煤岩 煤岩动力灾害 瓦斯
冯涛
作品数:373被引量:2,256H指数:24
供职机构:中南大学
研究主题:煤与瓦斯突出 数值模拟 急倾斜煤层 美洲商陆 煤矿
朱川曲
作品数:151被引量:976H指数:17
供职机构:湖南科技大学
研究主题:锚杆 锚杆支护 数值模拟 可靠性 矿井