巷道支护力作用及影响因素分析

采用库伦-莫尔理论,对巷道圃岩出现塑性区前后支护力与圆岩应力之间的关系,以及不同塑性区力学参数下支护力与巷道围岩塑性区半径之间的关系进行了研究。结果表明,由于巷道实际支护力与原岩应力比值只有1／10～1／100,对不出现塑性区和破裂区的完整岩体巷道,支护力的作用是很小的,可以忽略不计。而当围岩中出现了塑性区和破裂区之后,支护力的作用才开始显现。提高支护力可直接减小圃岩破裂区（塑性区）范围,但提高支护力的主要作用是提高弹塑性区围岩压应力,达到提高破裂区（塑性区）岩体宏观强度的目的,从而减小塑性区和破裂区的范围。影响支护力作用效果的主要因素是塑性区力学参数。     

井壁Ⅰ型裂缝尖端塑性区研究

探讨考虑中间主应力效应的井壁围岩Ⅰ型裂缝的尖端塑性区分布情况及影响因素。基于双剪统一强度理论,对井壁围岩Ⅰ型裂缝的尖端塑性区分布进行研究,建立了Ⅰ型裂缝尖端塑性区边界统一解表达式,并以泥页岩井壁为例,求解出泥页岩Ⅰ型裂缝尖端塑性区边界统一解,进一步推导了考虑围压作用的泥页岩Ⅰ型裂缝尖端塑性区计算公式。同时讨论了不同b值、不同拉压强度比、不同强度准则下泥页岩Ⅰ型裂缝尖端塑性区的变化趋势。结果表明随着中间主应力发挥比例的不断增加,塑性区曲线不断平滑,塑性区裂缝尖端延长线上的裂缝扩展速率也相应降低。考虑中间主应力的积极作用可以使含张拉裂缝的井壁围岩充分发挥岩石自身强度,减小塑性区范围,同时降低裂缝在尖端延长线上的延展。     

两条等长共线裂纹尖端塑性区扩展理论研究

采用Kachanov法基本思想求解2条等长共线裂纹相互作用下裂纹的应力强度因子,分别基于Mises屈服准则和D-P屈服准则推导了裂纹尖端塑性区半径的表达式,并求得裂纹相互作用下塑性区半径的扩大倍数,其值为2条裂纹相互作用下的应力强度因子与单裂纹状态下应力强度因子比值的平方。在此基础上,分析了裂纹间距对塑性区扩展的影响。研究发现,同一裂纹倾角下裂纹间距与裂纹长度比值越小,2条裂纹尖端的塑性区半径越大,裂纹尖端塑性区扩展速度越快,直至塑性区发生接触,且不同的裂纹倾角,裂纹尖端塑性区发生接触的条件不同。     

圆形巷道原岩应力对塑性区的影响规律研究

为研究塑性区围岩应力与原岩应力的关系,将巷道围岩分成塑性残余区、塑性软化区和弹性区,基于Mohr-Coulomb强度准则,考虑扩容和软化特性,计算出了塑性区应力和半径的解析式。通过算例分析了原岩应力对塑性区应力、应变和软化模量的影响。分析结果表明:原岩应力越大,软化区和残余区的范围越大;软化区某点应力减小,而残余区应力几乎不变;原岩应力对软化模量的影响与支护阻力相比小得多;塑性区的径向应变增长速度较环向应变快。研究成果为圆形巷道围岩稳定性和支护设计提供一定的理论依据。     

侧压力系数变化时均布条形载荷下的塑性区

根据弹性理论和Mohr-coulomb准则,导出了侧压力系数变化时均布条形载荷下地基中塑性区的控制方程。根据方程可以确塑性区的范围,发展趋势和应力演变过程。与文献给出的假设侧压力系数等于1时塑性区的确定方法相比,本法所确定的塑性区稍深,而且随载荷增大两侧相对独立向下发展且连体趋势不明显：当载荷达到某一值时,塑性区深度将迅速加深而宽度却基本不变。     

锚注联合支护煤巷两帮塑性区分析

为揭示锚注联合支护对煤层巷道两帮稳定性的作用机理,在分析锚杆、注浆加固煤岩体作用的基础上,将锚杆和注浆加固范围内的煤体作为支护结构区,建立了煤帮塑性区分析的力学模型,应用弹塑性极限平衡理论推导了煤帮塑性区宽度及应力的计算公式,通过实例验证了模型的合理性,并探讨了支护结构区宽度及支护结构区强度参数对煤帮塑性区宽度及应力的影响.研究表明:支护结构区宽度增加,煤帮的塑性区宽度呈近似线性减小;支护结构区界面内聚力增加,煤帮的塑性区宽度减小,但减小幅度逐渐降低;支护结构区界面内摩擦角增加,煤帮的塑性区宽度减小,且有加速减小的趋势.图6,表1,参8.     

非均匀地应力场下水合物储层水平井井周塑性区分布

为研究非均匀地应力场下水合物储层水平井井周塑性区分布,首先,考虑温度变化、渗流作用和水合物分解作用的影响,结合岩石塑性屈服准则,建立了井周塑性区分布分析模型;其次,求解了井周塑性区域的分布;最后,分析了地质因素和工程因素对井周塑性区域形状和面积的影响.研究结果表明:非均匀地应力场中井周塑性区形状更复杂,可能出现椭圆形、...     

煤柱塑性区的弹粘塑性理论分析

为评价煤柱的长期强度和长期稳定性,以弹粘塑性理论和统一强度理论为基础,结合煤柱应变软化的概念,对煤柱塑性区进行了专门探讨,得到了煤柱弹性区和粘塑性区的应力分布、位移分布以及粘塑性区宽度的理论公式。分析了界面摩擦角、煤柱抗压强度、煤柱高度、覆岩压力、屈服准则的选取等因素对粘塑性区的影响。部分实验结果得到了理论解释。此外还探讨了开采时所需留设的合理煤柱尺寸,并给出了开采时应注意的几个问题。     

钢筋钢纤维混凝土受弯构件塑性铰的计算

首先建立了钢筋钢纤维混凝土梁曲率沿梁长的分布曲线模型,然后结合结构力学理论,推导了钢筋混凝土梁和钢纤维增强钢筋混凝土梁变形的理论计算公式,并结合试验结果,提出了适合于钢筋混凝土梁和钢纤维增强钢筋混凝土梁,并研究了钢纤维对钢筋混凝土梁等效塑性区长度的影响.研究表明,钢纤维增大了等效塑性区长度,使构件塑性区的塑性变形能力得到了改善,提出的等效塑性区长度的统一计算公式可用于钢筋混凝土构件和钢纤维增强钢筋混凝土构件等效塑性区长度的计算,计算结果与试验结果比较吻合.     

热影响区强度对裂纹尖端塑性区的作用

用弹塑性有限元（ANSYS软件）计算了低组配焊接接头中不同热影响区屈服强度条件下，接头裂纹尖端塑性区的形状和大小的变化。计算结果表明，热影响区屈服强度的变化对接头裂纹尖端塑性区影响规律为屈服强度的降低，塑性区增大，焊缝和母材的塑性区减少。抗断性能分析表明，热影响区强度变化导致裂纹尖端塑性区变化，从而影响热影响区和焊缝的抗断性能。     

露天坑排尾对采空区影响的数学预测及其稳定性

为揭示露天坑干堆排尾堆高(H)对采空区跨度(D)与境界顶柱高(h)的影响,采用FLAC3D对不同跨度的双空区在尾砂回填过程中进行开挖模拟,并结合曲线拟合、传统破坏判据及厚度折减法,分别对地下双空区的受力、塑性区及关键点位移等特征进行分析及数学预测.研究表明:当D不变时,拉、压应力及塑性区面积均随H的增大而增加,且在D20 m后位移变化率明显增大;当H不变时,监测位移和塑性区随D增大而增加,且定量预测出D=26 m时,上下空区临界破坏对应的H分别为182.44,189.85 m.当D与H均变化时,双空区的塑性区逐渐呈现"蝴蝶状",上部空区的塑性区域明显大于下部,且在D20 m,H150 m时,上部空区出现与露天坑底贯穿现象.     

MB模型计算原理的修正

纠正了MB模型的计算原理性缺陷.给出了临界面积、接触点的尺寸分布的简要推导过程.当最大的接触点面积小于临界面积时,给出了实际弹性、塑性接触面积解.小接触点是塑性接触,大接触点是弹性接触.利用接触点的尺寸分布,给出了有量纲总载荷解、无量纲总载荷解.当载荷增加时,小的塑性接触点合并形成新的大的弹性接触点,大接触点的实际弹性接触面积总体上线性随实际接触面积增加而增加.     

岩体中孔与裂纹贯通破坏模式图形判别法

为研究工程岩体贯通破坏过程岩体裂纹起裂贯通机制,预制了以岩桥倾角为变量的红砂岩试块用单轴压缩的加载方式进行实验,并且通过数值模拟进行验证.首先总结了含单裂纹与单孔红砂岩岩石试块破坏的4种断裂模式,然后首次定义了塑性核心区半径、塑性延展区长度,并用它们表征单孔半径(或裂纹长度、倾角)与塑性破坏区域的大小,发现塑性破坏区的贯通与试块的贯通断裂具有很好的对应关系,最后提出通过作图判断岩石裂纹贯通断裂的判别方法.模拟结果验证了所提破坏模式判别方法的正确性,与类似物理实验结果具有一致性.     

接触爆炸作用下板的塑性变形分析与实验

为了研究接触爆炸作用下板的塑性变形的塑性区范围和最大塑性变形量的计算,利用能量理论处理爆炸荷载作用下的板最大变形量的计算问题,利用固体介质应力波理论分析板塑性变形范围的计算问题.推导出接触爆炸作用下线性硬化材料板的最大变形量计算式和塑性变形范围的计算式.实验验证了接触爆炸作用下板的塑性变形范围和最大塑性变形量的计算公式的可靠性.实验结果和计算分析结果比较吻合.     

多极边界元法在轧件矫直变形分析中的应用

采用多极边界元法分析矫直过程中轧件的变形情况。对不同矫直力下几何中心层上下部分的塑性变形区的变化规律进行分析,着重讨论中性轴上节点的塑性变化。通过算例分析表明,当矫直力为250kN时,中性轴上节点的塑性变形比相邻两侧的塑性变形小,随着矫直力的增大塑性变形差异逐渐消失,当矫直力达到500kN时形成一个相对平缓区。同时在矫直力作用下中性层会发生偏移,这是矫直过程中压弯量给定不准确的重要原因之一。这些结果通过有限元法是无法模拟得到的。     

横泉水库塑性砼防渗墙施工及质量控制

横泉水库是山西省多年来采用塑性砼防渗墙面积和高度最大的一座中型水库。着重介绍了塑性砼防渗墙的施工技术,包括施工方法、施工工艺、施工质量控制等内容。     

不同性质外液对煤与瓦斯突出防治效果影响

针对煤层注水防止工作面煤与瓦斯突出问题,以七台河新兴煤矿92#煤层工作面生产条件为背景,采用数值模拟研究和现场工业试验相结合的方法,研究了注入介质为纯水和表面活性剂溶液时,其对工作面钻孔围岩塑性浸润区和工作面垂直应力分布规律的影响。结果表明:具有煤与瓦斯突出危险的回采工作面预采煤体注液后,能够降低应力峰值、增加峰值距、扩大应力增高区的覆盖范围,从而使防突效果提高;防突效果的提高程度与所注入的外液性质有关,表现为表面活性剂溶液强于纯水;钻孔注液后,孔间塑性浸润区的发展状态与注液压力及所注入的流体介质性质有关。相同流体介质条件下,注液压力越大,塑性浸润区的发育范围也越大;在纯水中加入表面活性剂之后,其孔间塑性浸润区的发育不仅范围更大,速度更快,且在各方向上更为均匀。该研究对注水防止煤与瓦斯突出具有很好的实际指导意义。     

等荷载循环加卸载下砂岩变形滞回环特性研究

通过对砂岩试件等荷载循环加卸载试验,探究了砂岩试件的变形特性及塑性滞回环演化特征。结果表明：加载终点与卸载终点应变值均随着循环数有所增加,每一次循环均产生了一定的塑性变形,后四次循环新产生的塑性变形远小于初始循环,且随着循环数增加变形呈逐渐减少的趋势,最终试件被逐步压实,呈现出应变硬化现象。依据滞回环位置指标,发现塑性滞回环随着循环数增加逐渐右移,滞回环面积大小与应变值相关,循环加卸载终点的应变值越大,滞回环面积则越大,滞回环面积随循环数增加逐渐增大。     

大麦虫取食塑料影响因素及肠道功能菌群探究

大麦虫取食降解泡沫塑料易受环境因子的影响而导致存活率降低.为了减少环境因子对塑料降解研究的干扰，通过条件实验探究了环境因素对大麦虫幼虫生长和取食泡沫塑料的影响，借助MiSeq测序解析了其消化道内潜在的塑料降解核心功能菌群.实验结果表明，光照、塑料密度与接触面积均对大麦虫生长和取食聚苯乙烯(Polystyrene，PS) 泡沫塑料有明显的影响.黑暗条件有利于大麦虫的生长和取食塑料；密度低且接触面积小的PS泡沫塑料更容易被大麦虫取食，但是破碎程度高的泡沫塑料不利于大麦虫的取食，而仅以PS泡沫塑料作为大麦虫的唯一食物无法满足其幼虫正常生长的需求.取食PS泡沫塑料对其消化道的菌群结构影响显著，unclassified Enterobacteriaceae，Dysgonomonas，Sphingobacterium和Enterococcus 4个菌属与PS泡沫塑料降解密切相关.