模拟原煤的相似材料试验研究

为制备原煤的相似材料,选用煤粉和沙子为两种骨料,石膏和水泥为胶结剂,应用单因素分析法,分别就煤粉、石膏、水泥和沙子之间的不同配比对相似材料强度的影响进行了试验研究.结果表明,以煤粉为骨料的相似材料,其试样强度与煤粉用量呈线性负相关,且相关性显著,相似材料性能也易掌控;而以沙子为主料的相似材料,其试样强度与沙子用量呈非线性关系,试样强度波动较大,相似材料性能不易掌控.因此,以煤粉做原煤相似材料的骨料比沙子要合适,研究结果为原煤相似材料的制备提供了借鉴.     

相似材料模拟中的材料配比

本文以相似准则为理论依据,实验研究了相似材料模拟中所用材料的力学性能,通过调解材料之间的配比并经过配比试验得知,随着相似材料所含的骨料、胶结物及水份的改变,其力学性能将有较大的变化。文中所提供的配比数据,经过多次造型试用,证明是可行的     

工程爆破模拟试验的相似律

介绍了工程爆破小型模型模拟实验的相似律,并利用量纲分析的因次分析法,推导了水压爆和地下深孔爆破模拟的相似律,介绍了小型模拟设计和由模数据推导实际应用爆破参数的方法。     

露天矿排土场相似材料模型实验研究

为了对元宝山露天矿排土场边坡稳定性作出客观评价,采用相似材料模型实验的方法对排土场进行物理模拟。结果表明：随着排土工作线发展,荷载增加,测点的位移和应力变化特征为：应力趋向负值．出现拉应力,岩体在变形,并且容易破坏,同时位移明显增大。该结论为元宝山露天矿排士场下一步排土方案、边坡监测方案和边坡整治防滑措施的制定提供决策依据。     

相似材料模拟试验中的两个相似问题

目前在相似材料模拟试验中,常采用平面应力模型与平面应变模型两种受力状态。本文在实验室进行模拟试验的基础上,讨论并分析了在用平面应力模型模拟平面应变问题时,如何改变相似材料的弹模,以保持垂直变形的相似;用平面应变模型时,应采取哪些措施,以减少或消除模板摩擦力的影响。     

矿业工程相似材料模拟技术浅析

矿业工程相似模拟技术是研究矿山压力、围岩稳定及破坏规律的主要方法和手段。阐述了相似模拟理论的基础概念（包括相似三定理与相似三条件）,探讨了相似材料的选择与模型制作,简要介绍了离心模拟技术。     

隧道爆破力学模型相似材料配比的正交试验

以砂岩作为模拟对象,研究满足隧道爆破力学模型试验要求的相似材料配比问题.基于正交试验法,选取石英砂、重晶石粉、石膏、水泥和水为相似材料,设置以石英砂/固体、水泥/石膏、重晶石粉/(重晶石粉+石英砂)的质量比为3个因素,每个因素3个水平,共9组配比的正交试验方案.通过室内试验,得到相似材料的密度、单轴抗压强度、弹性模量和声波波速的实测数据.试验结果表明:相似材料的物理力学参数分布范围较广,可满足不同隧道模型试验对相似材料的配比要求.利用极差敏感分析法分析各因素对相似材料参数的敏感性,并通过各因素对相似材料参数影响的直观分析图,分析各因素对相似材料物理力学参数的影响规律.对试验数据进行多元线性回归分析和室内试验,发现最优配合比下的相似材料与原型砂岩的单轴应力-应变曲线具有相似的脆性破坏特征;相似材料物理力学参数的设计值和实测值误差较小.     

相似材料配比研究

本文根据大量的相似材料配比和对比试验,研究了:1.如何用配比控制相似材料的力学性能及调正其各项力学指标间的关系;2.如何保证其力学性能的稳定性;3.在满足力学性要求的同时,如何满足造型工艺要求。提出了适合模型比例为1:20～1:100的坚硬、中硬和松软的煤系岩石的各种相似材料配比表。     

采空区覆岩运动规律相似材料模拟试验研究

以山东某矿的煤层开采为研究背景,为研究其采空区上覆岩层的垮落形态及沉降变形,结合实际岩层的物理力学性质,设计相似材料模拟试验,描述试验模型采空区上覆岩层的垮落和破坏特征,并通过布置下沉测点来观测其覆岩的沉降变形,最后利用flac3d建立数值模型加以校验,结果表明:采空区上覆岩层在煤岩开采后,形成三带结构,自下而上分别为冒落带,裂隙带和弯曲下沉带;试验模型采空区上覆测点的下沉曲线呈近似对称的凹曲线,这与数值模拟结果相一致;相似材料模拟试验和数值模拟都能够较好反映采空区覆岩下沉变形规律;试验结果与数值模拟结果合理有效,可以为研究覆岩沉降相关问题提供试验参考。     

相似材料模拟研究中用光学原理测量位移的方法

本文介绍了在模型上测量位移方法的光学原理及仪器结构。并规定了应用该方法的操作步骤及技术要求。确定了光学透镜放大倍数的最佳值β=40,测程可达10毫米,测量精确度为0.02毫米。此法优点在于能同时测定模型点的下沉和水平移动。     

公路下充填开采的相似材料及数值模拟研究

针对公路下大量压煤的实际情况,为尝试性地探索公路下采煤的合适方法,利用相似材料模拟实验对公路下充填开采进行了研究,通过实验得到了公路在充填开采状态下所产生的移动和变形值;同时利用有限元软件ADINA进行三维数值模拟,将数值模拟与相似材料模拟实验的结果进行了对比分析,并研究了开采时煤层倾角、采深对公路稳定性的影响.研究表...     

冲击煤体扩容特性的实验研究

对硬煤、软煤和中硬煤的试样进行了强度、破坏过程和破坏类型的试验,分析了冲击煤体的破坏特征,重点研究煤体由加栽到破坏全过程的扩容演化规律。研究结果表明,不同强度的冲击煤体均出现扩容现象,冲击煤体的扩容呈现为稳定与非稳定变化的特征,冲击煤体的扩容具有突变特征。     

煤层底板应力分布的相似材料模拟分析

本文根据淮北芦岭煤矿的地质条件,通过相似材料模拟实验分析了工作面生产过程中煤层底板应力分布的规律,并对底板巷道布置和回采工作面设计提出了一些合理的方案。     

用于墙体表面的多孔调湿材料实验研究

从节能角度出发，提出一种应用于建筑墙体表面的被动蒸发冷却方式，即将多孔调湿材料贴附于墙体外表面，这种材料兼具自动吸放湿性能和蒸发冷却性能．在分析这种新型建筑材料——多孔调湿材料的理论分析基础上，搭建了测试风道并进行了实验研究，得出了调湿材料的自动吸放湿能力及蒸发冷却性能曲线，证明多孔调湿材料对于建筑节能设计的有效性．     

含瓦斯煤体渗透率与煤体结构关系的实验

为了研究不同结构煤的渗透率差异,以焦作煤田为例,对I~V类结构煤进行了渗透率测试,结果表明：渗透率与不同煤体结构关系曲线近似呈正态分布,先是呈级数增大,随后呈级数减小,II类渗透率最大,V类煤体渗透率最小,I、IV、V类煤体渗透率差别不大。引入渗透率变异系数、渗透率级差概念,评价得出二1煤层的非均质性、各向异性较强,而单个类型煤体均质性较好。对饱含瓦斯煤体瓦斯分布的分区分带、矿井瓦斯涌出、煤与瓦斯突出作用机理进行了解释,渗透率变化是孔裂隙的发展过程,是控制瓦斯分布、涌出、煤与瓦斯突出的主控因素。     

地下工程渗流场与应力场耦合的相似材料模拟

针对工程岩体中存在的渗流场与应力场耦合问题,在研制固液耦合实验材料的基础上制作了固液两相相似材料模拟模型,通过地下煤炭开采中渗流场与应力场耦合的相似材料模拟,得到了水在工程破坏岩体中的渗流以及岩体在渗流场作用下的破坏规律,确定了上湾保水采煤工作面的合理推进距离及基岩保护层的厚度。实验得出的结论和现场实践所取得的结论一致,进一步证实了实验的可靠性,这一实验的成功为以后研究渗流场与应力场的耦合开辟了新的途径。     

基于固—气耦合物理相似模拟的实验装置研究

采动裂隙演化与卸压瓦斯渗流耦合的物理相似材料模拟实验是研究采动影响下煤岩体渗透率变化规律及分布特征的基础,文中通过研制"固—气"耦合物理相似模拟实验台,设计耦合实验中的开采系统、充气系统和测试系统,进行了相似模拟实验及渗透率测定。开采系统保证箱体气密性的同时实现了煤层的模拟开采,测试系统验证了试验箱内气体在岩层中的流动规律符合达西定律,进而验证了实验装置的可行性,从而为研究采动裂隙场时空演化与卸压瓦斯渗流耦合规律的相似模拟实验奠定实验基础。     

煤体恒定加载蠕变损伤实验的研究

为了得到恒定荷载作用下煤体蠕变损伤破坏规律,采用速率为0.2 kN/s的荷载控制加载方式,加载至15 kN后保持不变.监测和分析恒定荷载下煤体的轴向变形、径向变形和应变随时间的变化情况以及能量、幅值、撞击和声发射事件等声发射信息随时间的变化.结果表明：声发射信息随着煤体损伤状况的变化表现出不同的特征;声发射事件沿着轴力方向增加,主要集中在煤体内部中间部位;声发射事件产生的位置、速率,可以直观反映煤体表面裂隙在煤体内部发育状况和蠕变过程中裂隙扩展方向及速率,对分析煤体蠕变损伤状况和预测煤体蠕变破坏位置具有重要意义.     

大尺度冲击性煤体电阻率变化规律的实验研究

在未加载条件下对大尺度煤样的电阻率测试结果表明,在自然状态下煤样的电阻率较大;经过浸泡后其电阻率明显下降.在单轴压缩条件下的大尺度冲击性煤样电阻率实验表明,电阻率变化曲线整体上成不对称的"凹"型,基本符合二次曲线;煤样电阻率随压力增加逐渐减少,当达到一定的应力值时,电阻率达到最小值;继续加载,电阻率将升高,直到完全失稳.1#、3#和4#煤样单轴抗压强度与其受载过程中的视电阻率变化存在一定的正相关性;受载煤体的电阻率变化与其变形破裂过程中的裂隙分叉、发育、汇合贯通密不可分;兼有剪裂和拉裂特点的破坏类型可能是大尺度煤样较常见的破坏形式.     

模拟覆岩破坏稳恒电场特征的相似材料配比研究

通过大量的相似材料配比试验研究证明,在材料中加入一定浓度适量的Ｎａｃｌ溶液是实现覆岩破坏稳恒电场特征相似材料模拟的最佳方法。试验得出了相似材料电阻率与Ｎａｃｌ溶液浓度的关系。按照这一关系配制的相似材料模型的试验结果准确地反映了覆岩破坏稳恒电场的变化特征。