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国家自然科学基金(51374088): 作品数：17 被引量：119H指数：6; 相关作者：张艳博刘祥鑫田宝柱于光远梁鹏更多>>; 相关机构：华北理工大学河北省矿业开发与安全技术重点实验室河北联合大学更多>>; 发文基金：国家自然科学基金河北省自然科学基金河北省高等学校科学技术研究指导项目更多>>; 相关领域：矿业工程建筑科学电子电信更多>>

不同侧压条件下花岗岩巷道岩爆声发射特征实验研究被引量：7: 2016年; 利用双轴伺服控制试验系统开展开挖卸荷扰动作用下花岗岩巷道岩爆模拟实验,采用声发射系统同步采集岩爆孕育及发生过程的声发射数据,研究不同侧压影响下花岗岩巷道岩爆声发射特征。研究结果表明:双轴条件下,轴压与侧压差值越大,开挖引起的卸荷作用越明显,孔洞内出现初次颗粒弹射的时间越提前;随着侧压的升高,岩爆释放的总能量逐渐增加,声发射累积能量进入"陡增"阶段的时间则相对滞后;声发射振铃计数率能够很好地反映岩爆发生阶段孔洞内应力调整过程,随着侧压的增加,振铃计数率在加载后期的波动模式逐渐由"较低水平波动并出现一定数量跳增点"向"较高水平波动并出现一定数量突降点"转化;结合声发射RA值和AF值可知,巷道岩爆过程即产生张拉破裂又产生剪切破裂,随着侧压的增大,岩爆破坏中剪切成分所占比例逐渐增多。研究结果为岩爆的预测和防治提供了实验基础。; 于光远张艳博梁鹏田宝柱刘祥鑫; 关键词：侧压卸荷岩爆声发射

浅拱底梁支架底鼓控制技术研究被引量：5: 2015年; 克服现有深拱底梁闭式支架的不足,设计试制了具有较高水平抗力的浅拱底梁,摸索了其棚腿搭接方法。利用ANSYS12.1模拟对比了浅拱底梁与深拱底梁的受力特征,结果表明均布载荷下浅拱底梁极值应力受矢高影响更为敏感,弯曲应力所占比重较小,空间稳定性更强;在水平挤压作用下,底梁弯曲受力为主要承载模式,弯矩与应力随着矢高的加大线性增加,前者抵抗水平变形能力远优于后者,更适合对于剪切滑移型底鼓的控制。开滦林南仓矿软岩巷道的工程应用,证实了受力分析的正确性,体现了浅拱底梁在治理剪切滑移型底鼓中的优越性。; 刘建庄杨忠东刘树第郭立稳; 关键词：软岩巷道数值模拟

真三轴应力路径下花岗岩岩爆特征试验研究被引量：1: 2022年; 为分析高应力条件下开挖卸荷对巷道围岩破坏特征的影响,利用真三轴岩爆试验系统,通过三向六面加载、单面快速卸荷的方法对花岗岩的破坏形态、能量演化特征和声发射基本特征参数进行研究。试验结果表明:岩石破坏过程分为小颗粒弹射、岩板劈裂、板折剥落、块状弹射4个阶段。试样在卸荷面形成“V形”岩爆坑,内侧出现剪切裂纹,其整体破坏形态在空间分布上呈二元分布;通过对岩爆能量的研究发现,卸荷过程前岩石所吸收的能量主要以可释放的弹性应变储蓄在岩石自身,在卸荷过程后所累积的弹性应变能释放,促进岩石的破碎;声发射AF和RA特征值的变化规律表明,试验过程中岩石试样产生张拉裂纹和剪切裂纹,且以剪切破坏为主。岩石的损伤变量曲线与应力曲线有较好的对应关系,可以反映岩石内部结构的破坏程度,为深部工程灾害监测提供一定的理论依据。; 李占金梁锐李群张鹿程豪杰; 关键词：开挖卸荷深部开采声发射特征

花岗岩破裂过程声发射主频多元前兆信息识别被引量：22: 2017年; 通过开展自然花岗岩单轴压缩声发射实验,获取岩石变形破裂全过程声发射波形信号,基于频谱分析理论,分析花岗岩破裂过程声发射主频演化规律,研究花岗岩变形破裂的主频多元前兆特征。研究结果表明:最高频、最低频、敏感主频出现率和主频变异系数4个参数能够从不同角度反映岩石破裂过程,适合作为岩石失稳预测的主要参数;岩石破裂前,最高频密集出现接近110 k Hz的主频值,最低频由接近0.4 k Hz低频值密集出现的活跃期转入极少接近0.4 k Hz低频值出现的稳定期;35~45 k Hz频段的主频值对此类花岗岩内部裂纹积聚最为敏感,加载后期此频段主频出现率突现大幅度下降并转入平静;主频变异系数在岩石破裂前密集出现较大幅度上升点。经统计分析,4个参数对岩石破裂前兆的响应时间从早到晚依次为最高频、最低频、敏感主频出现率和主频变异系数。不同参数能够从不同角度反映岩石内部裂纹演化过程,鉴于岩石变形破坏的复杂性,建议对各参数进行联合分析,为岩石破裂灾变提供更可靠的预警信息。; 张艳博于光远田宝柱刘祥鑫梁鹏; 关键词：花岗岩声发射主频

矿粉和纤维对活性粉末混凝土工作和力学性能的影响被引量：4: 2023年; 为研究硅粉和铁尾矿改性混凝土的基本特性,分别用硅粉和铁尾矿粉按照0~20%的比例替代水泥和河砂,并通过力学和氯离子侵蚀实验获得硅粉和铁尾矿粉的较优替代比;然后在此基础上,分别按照体积比为0~2%添加钢纤维、玄武岩纤维和剑麻纤维来改善混凝土的力学特性,结果表明:混凝土的抗压强度和抗拉强度随着硅粉和铁尾矿粉的增加先增后减,其中硅粉和铁尾矿粉的较优替代比分别为15%和10%。三种纤维都能有效地提高混凝土的抗压强度和抗拉强度,但降低混凝土的坍落度。掺入硅粉5%以及10%的铁尾矿粉可以提高混凝土的抗氯离子侵蚀性能,但过多的铁尾矿粉对混凝土的抗氯离子侵蚀性能不利;玄武岩纤维比钢纤维和剑麻纤维能更好地提高混凝土的抗氯离子侵蚀性能,SEM分析也获得相同的结论。; 杨慧; 关键词：混凝土硅粉氯离子侵蚀纤维 SEM

不同通道岩石破裂过程的相位谱分析: 2017年; 岩石受载破裂过程中释放的声发射信号携带大量声发射源的信息,岩石的宏观破裂表现在大破裂的产生,大破裂往往伴随着大能量的产生,对大能量信号的研究是探究岩石破裂信息的关键。通过岩石劈裂破坏实验,采用全相位FFT分析和小波包分解与重构的方法,重点分析不同通道声发射信号的相位谱特征,根据相位属性,划分为线性以及非线性相位。研究结果表明:线性相位广泛存在于劈裂演化阶段。根据应力与能量时间图将花岗岩破裂分为三个阶段:Ⅰ阶段劈裂成板,Ⅱ阶段剪切成块,Ⅲ阶段颗粒衍射。经小波分解去噪与重构后的声发射信号其相位的线性特征更加明显,绝对相位的提出能快速准确的识别相位的类别。不同通道的大能量声发射信号其绝对相位都是线性相位,这一结论为岩石破裂的阶段分析提供了重要思路。; 黄晓红张凯月刘祥鑫孙国庆; 关键词：小波包分解

不同应力环境下巷道开挖卸荷岩爆模拟实验研究被引量：2: 2017年; 采用Plaxis 3D数值模拟软件,以应力环境对巷道岩爆的影响问题为切入点,从位移云图、应力应变曲线和塑性点分布等方面开展不同应力对巷道岩爆问题的研究工作,为巷道岩爆预防及治理提供研究基础。研究结果表明,巷道开挖卸荷过程中,圆形巷道左右两侧同时出现了应力集中和位移集中,此部位最易发生岩爆。开挖过程中,根据周围岩体距巷道侧壁的厚度的关系,可将开挖操作对周围岩体的影响划分为"开始变大"、"明显增大"、"急剧增加"三个区域。巷道的左右两侧壁会产生高应力集中区和位移集中区,最大应力随着水平应力的增加呈线性增长,巷道发生位移集中区域的面积与水平应力呈指数型正相关关系变化。位移集中区域中心与巷道侧壁的距离是圆形巷道半径的2/5,随着应力的增加,位移集中区域向周围扩张,岩爆的程度及影响范围也随之增大。; 张艳博李海洋姚旭龙孙林田宝柱梁鹏; 关键词：应力开挖卸荷岩爆 PLAXIS

多场前兆信息辨识粉砂岩巷道突水模拟实验研究被引量：1: 2016年; 采用高速照相机、红外热像仪和声发射系统对巷道掘进面突水过程进行监测,总结加载过程中可见光图像、红外辐射温度以及声发射参数变化规律,寻找粉砂岩巷道突水的前兆信息。研究结果显示,突水发生前,巷道掘进面的渗水面积因渗水量增大而出现扩大情况。随载荷的增加,突水呈现2种模式,即"渐变型"和"突增型"。2种模式的突水发生前均存在多场信息变化的前兆。"渐变型"突水发生前红外最低温曲线呈现"降转升"波动,声发射出现大量低能率事件。"突增型"突水发生前红外最低温曲线为"突升转平静"变化,声发射表现为大量高能率事件。经统计分析,3种监测手段对突水前兆响应顺序为:红外>可见光>声发射。由于巷道突水的复杂性,建议采用多场联合监测方法,为突水监测提供更可靠的预警信息。; 张艳博于光远刘祥鑫田宝柱梁鹏张超; 关键词：粉砂岩突水前兆

矿山中不同含水砂岩破坏过程研究: 2017年; 通过对不同含水状态砂岩进行单轴加载声发射实验,主要仪器为TAW-3000伺服岩石试验机和PCI–2型声发射测试系统,分析水对砂岩失稳破裂过程中相位谱的影响。结果表明:砂岩破裂可以分为四个阶段,在整个声发射过程主要产生两种相位谱,A类相位(混合相位)与B类相位(完全非线性相位),并且B类相位谱在砂岩破裂的四个过程中出现的比例呈现增大趋势。在同一阶段中含水砂岩的B类相位谱比自然状态砂岩的B类相位谱高。; 张凯月许先凤; 关键词：声发射全相位

点柱分层充填法的点柱间距优化与稳定性分析被引量：5: 2015年; 某黑色金属矿山的点柱式上向分层充填法,在开采过程中垂直走向的点柱间顶板经常发生垮塌现象,导致采场无法正常回采,甚至造成永久损失。针对此问题,在原点柱尺寸及沿走向间距布置不变的前提下,利用FLAC3D软件对垂直走向点柱间距不同的3个方案进行研究,分析了不同间距布置条件下点柱间顶板的应力、应变分布及变化规律,并采用安全系数法为判据分析了顶板的稳定性。结果表明:点柱沿垂直走向间距7m时,顶板安全性好且每个矿块可多回收矿石1.5万t,为最优方案。; 任贺旭李占金李群陈申方; 关键词：数值模拟采场结构参数稳定性分析

国家自然科学基金(51374088)

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