国家自然科学基金(41202224)
- 作品数：10 被引量：226H指数：7
- 相关作者：刘泉声卢兴利刘学伟刘滨刘恺德更多>>
- 相关机构：中国科学院武汉岩土力学研究所武汉大学长江科学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国科学院重点部署项目国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：建筑科学矿业工程水利工程更多>>
- 基于等效龄期的混凝土温度应力分析被引量：4
- 2013年
- 为精确分析大体积混凝土结构温度应力分布,引入成熟度等效龄期的概念,采用数值仿真方法对大体积混凝土材料特性进行研究。在归纳总结国内外基于等效龄期成熟度力学参数计算模型的基础上,建立了考虑自身温度和温度历程的混凝土力学特性计算流程。同时,采用有限单元法,推导了基于等效龄期温度应力有限元计算控制方程,并编写相应的计算程序。针对一简单算例,分别进行温度场、温度应力计算,并将计算结果与传统方法进行比较分析。研究结果表明,基于等效龄期的混凝土温度应力分析方法更加合理精确。
- 苏培芳翁永红陈尚法卢兴利
- 关键词：混凝土等效龄期成熟度温度应力有限元
- 潘二矿松软破碎巷道群大变形失稳机理及支护技术优化研究被引量：25
- 2013年
- 随着煤炭资源转入深部开采阶段,深井巷道尤其是巷道群的围岩稳定控制已成为重大的技术难题。基于淮南潘二矿东二采区井底车场巷道群现场工程,采用现场工程地质调查、室内试验、数值仿真和理论分析等手段,系统分析了巷道群围岩及支护结构的变形开裂特征及失稳机理,提出了预应力组合锚杆(索)-U型钢支架-分步注浆控制巷道帮顶、帮角/底角锚杆-底板预应力锚索控制底板的深部松散破碎巷道群稳定性综合控制对策和设计方案,并将研究成果应用于工程实践,通过现场监测验证了分析方法及控制对策的合理性和有效性。
- 卢兴利刘泉声苏培芳崔文泰
- 关键词：巷道群失稳机理支护优化
- 含裂隙泥岩注浆前后力学特性试验研究被引量：25
- 2016年
- 采用直剪试验研究注浆前后泥岩裂隙面的闭合和剪切力学性质。试验结果表明注浆加固后泥岩裂隙面的力学性质出现了明显变化：1）注浆后的法向变形量较之注浆前减小了49%～57%；2）注浆后，剪切变形曲线出现了明显的峰值剪切强度和残余剪切强度；3）注浆后剪切刚度变大。注浆前后力学性质变化的原因在于：注入的浆液固化结晶后充填了裂隙的气、液空间，使裂隙面的凸起点接触转变为面接触，浆液结石体与裂隙凸起共同传递应力和抵抗剪切，提高了裂隙的抗剪强度。
- 刘泉声周越识卢超波张建明
- 关键词：注浆加固抗剪强度
- 高应力下原煤三轴压缩力学特性研究被引量：47
- 2014年
- 基于取自淮南矿区-780m标高B10煤层的原煤的试件，通过MTS815．04电液伺服试验系统进行高应力下原煤的常规三轴压缩试验，研究煤岩的变形、强度、参数及破坏特征。研究结果表明：（1）煤岩偏应力一轴向应变曲线主要由弹性、屈服、峰后脆性破坏阶段或应变软化段构成。其中，弹性段明显较长，且围压越大，曲线越陡，弹性模量越大；屈服段则总体较短。（2）煤岩在单轴或低围压条件下，峰后脆性破坏特征明显；随着围压升高，峰后开始呈现延性特征，且围压越高，延性特征越明显。当围压达到50MPa时，峰后轴向应变几乎呈现塑性流动状态。（3）随着围压的增加，峰值轴向应变呈抛物线趋势增加，峰值侧向应变则呈线性增加趋势。（4）煤岩偏应力一体积应变曲线，在低围压条件下表现出扩容机制，且围压越低扩容特征越明显；在高围压下，从峰前越至峰后，则始终向右延展，呈现出不断收缩的状态；而峰值体应变随围压的增加呈抛物线形式增加，收缩特征明显。（5）煤岩强度随围压增加呈线性趋势增加，且强度参数c，φ值分别为12．72MPa，24．12°。（6）煤样的破坏模式主要以剪切破坏为主，破断角大小为23°～35°，且随着围压的增加，以抛物线趋势增加。采用Mohr强度理论可以较好地解释这一变化。
- 刘泉声刘恺德朱杰兵卢兴利
- 关键词：岩石力学原煤三轴压缩强度特征
- 多场耦合作用下岩体裂隙扩展演化关键问题研究被引量：43
- 2014年
- 裂隙岩体热-水-应力(THM)耦合是目前研究的热点和难点。首先总结了裂隙岩体多场耦合的机制、模型、方法及研究内容,并通过分析裂隙对THM耦合的重要控制作用,提出了在THM耦合中考虑裂隙网络扩展演化及模拟的关键问题,同时指出了研究的3个关键点:(1)建立考虑裂隙网络演化的耦合模型;(2)裂隙扩展的数值模拟方法;(3)THM耦合及岩体变形、失稳全过程的数值模拟算法。随后通过对模拟多场耦合和裂隙扩展数值方法的归类比较,重点论述了目前适用于模拟多场耦合下裂隙扩展模拟的各种数值方法(包括有限单元法、无单元法、单位分解法、离散单元法、岩石破裂过程分析方法和数值流形方法)的优缺点,并通过对比研究,推荐采用数值流形方法(NMM)来实现对关键问题的模拟研究。最后,对研究思路和难点进行了初步探讨。
- 刘泉声刘学伟
- 关键词：裂隙岩体多场耦合裂隙扩展MANIFOLD
- TBM围岩挤压大变形特性分析与等级划分被引量：21
- 2015年
- 为了预测评价TBM穿越深部软弱地层时围岩挤压大变形,分析了TBM开挖卸荷围岩挤压大变形力学特性。将TBM围岩挤压大变形定义为TBM开挖后变形速率大、变形量达到TBM扩挖预留的围岩与护盾间的变形间隙,同时收敛速度慢,变形时效性显著的一种变形。指出当围岩挤压变形与开挖半径间的比值大于等于1%且挤压变形与扩挖间隙的比值大于等于1时便产生挤压大变形,并根据这2个指标将TBM围岩挤压变形划分为无挤压变形、轻微挤压变形、中等挤压变形、严重挤压变形和非常严重挤压变形5个等级。
- 黄兴刘泉声刘滨刘学伟崔先泽
- 关键词：深部TBM
- 碾压混凝土温度场分析中层面模拟的复合单元法被引量：7
- 2014年
- 碾压混凝土层面的模拟是温度场仿真分析中的难点。基于复合单元法的基本原理,建立针对碾压混凝土(RCC)温度场分析的复合单元模型。该模型前处理简便快捷,层面含于复合单元之中,划分网格时不予考虑,使网格的生成大大简化,减少了计算模型的规模。复合单元中可含有由层面分割而成的任意形状的子单元,每个子单元各有一组用于插值的映射节点温度,而层面上的温度值则由其相邻的2个子单元的映射结点温度计算得到。复合单元中映射子单元的结点温度求解过程与传统有限元法类似,不含层面的单元自动退化为常规有限单元,因而复合单元法计算程序可以方便地与传统有限元分析程序融合,简单模型算例验证了该算法的正确性。
- 苏培芳翁永红陈胜宏卢兴利
- 关键词：数值模拟碾压混凝土温度场
- 潘一东矿深井软岩巷道变形特性与支护对策被引量：3
- 2013年
- 针对深部复杂地质条件下高地应力软岩巷道稳定性控制难题,研究淮南潘一东矿-848m西翼胶带机大巷围岩变形特性,并进行FLAC3D数值计算分析。研究结果表明,深部巷道支护受高地应力、围岩力学性质、支护强度等因素影响;围岩破坏模式主要为剪切破坏和拉剪破坏;底板支护,有利于巷道稳定性控制。基于联合支护理论,提出加强固结修复、应力转移和扩大承载圈分步联合支护方案,取得良好的支护效果。
- 徐朝政崔先泽黄诗冰
- 关键词：深井高地应力软岩巷道联合支护注浆锚索
- 考虑扩容碎胀特性的岩石本构模型研究与验证被引量：14
- 2013年
- 高应力卸荷条件下岩石扩容碎胀非连续变形行为研究对揭示深部巷道围岩稳定性演化及控制机制,分析预测围岩稳定性具有至关重要的意义。为此,依托室内岩石三轴卸荷试验,首先研究全应力–应变曲线各特征应力值随围压变化的演化特征,提出岩石进入峰前损伤扩容与峰后破裂碎胀阶段的临界条件准则,并考虑扩容碎胀破裂演化过程中岩样力学性质劣化规律,建立描述卸荷条件下岩石损伤扩容和破裂碎胀演化机制的本构模型,采用VC++编程语言将该模型嵌入到UDEC软件中,实现其非线性数值计算功能。同时,通过室内岩石试验曲线的模拟拟合,表明该模型在描述岩石扩容碎胀特性方面的合理性。最后,将该模型应用于一典型深部巷道围岩破损区分布的模拟研究中,通过与经典模型的对比分析,验证该模型在工程应用方面的可行性,并有针对性地提出深部巷道稳定性分析与维护的合理化建议。
- 卢兴利刘泉声苏培芳
- 关键词：岩石力学深部巷道本构模型
- 考虑温度及水化时间效应的水泥浆液流变特性研究被引量：37
- 2014年
- 浆液的流变类型是研究注浆扩散模型的基础,采用旋转黏度计对不同水灰比、温度及水化时间条件下的普通硅酸盐水泥浆液的流变特性进行测试。结果表明：（1）在20℃-50℃范围内,不同水灰比的水泥浆液,同级剪切速率下温度对剪切力的影响有所不同。水灰比为0.5,0.7的浆液在同级剪切速率下,剪切力随温度增加而增大,且比较显著;而对水灰比1.0,1.5,2.0的浆液,在同级剪切速率下,剪切力均随着温度增加而减小,温度对水灰比为1.0的浆液的剪切力的影响最小。（2）搅拌状态下浆液在同级剪切速率下的剪切力均随着水化时间的增加而增加,且温度越高,剪切力增加的幅度越大。（3）在20℃-50℃范围内,各特定水灰比浆液的流变模式并未随温度、水化时间发生显著的改变。（4）水灰比对水泥浆液的流型起主导控制作用。水灰比为0.5,0.7的浆液表现出具有屈服应力的幂律流体模式,其屈服应力、稠度系数随着温度、水化时间增加而增长,而流变指数随温度、水化时间的增加而减小;对水灰比为0.7的浆液,其剪切力–剪切速率的非线性关系并不显著,可将其简化采用宾汉流变模式近似描述,其拟合结果与测试数据点仍具有较高的相关性,水灰比为1.0的浆液为具有屈服应力的宾汉流体,但是屈服应力较小,可以近似为牛顿流体,采用牛顿流变方程描述其流变特性;水灰比1.5,2.0的水泥浆液则表现出牛顿流体特征;水灰比1.0,1.5,2.0的水泥浆液,其动力黏度随着温度的增加逐渐减小,但随着水化时间的增加而增大。
- 刘泉声卢超波刘滨卢兴利
- 关键词：建筑材料水泥浆液温度效应流变特性
