高温环境下岩体锚固机理——“胀锚拱理论”

为了研究高温环境下岩体锚固机理,通过高温采场三维温度模型ANSYS分析,提出了高温环境下注浆长锚索加固岩体的复合作用锚固理论--"膨胀抬升锚索树根筋混凝土拱理论",简称"胀锚拱理论".该理论克服了目前各种单方面锚固理论的不足,综合形象地解释了高温环境下岩体锚固机理.研究成果为深井开采、有矿石自燃发火危险的矿山开采提供科学决策的依据及有益的参考,对在高温环境下或可能遭受高温影响的边坡、隧道、硐室和采场等岩体加固工程的设计和施工有着重要的参考价值.     

高温状态下加载速率对砂岩的动态力学影响研究

为研究不同高温状态下加载速率对砂岩动态力学特性的影响,通过采用自行组装?50mm分离式Hopkinson压杆高温实验装置,对25℃~1000℃高温状态下的砂岩试件进行了6级不同加载速率下的动态单轴压缩试验。结果表明：高温下砂岩的峰值强度与加载速率呈二次多项式增长;砂岩的峰值强度在200℃时,加载速率效应最明显,在1000℃时,加载速率效应最弱。砂岩的峰值应变与加载速率之间呈线性增加;峰值应变在1000℃时,加载速率效应最强,在25℃时,加载速率效应最弱。总体表现出一定的加载速率强化效应。不同温度下动态弹性模量的变化规律差别很大。从砂岩的破坏形态可知,加载速率对砂岩的影响不仅与温度有关还与其本身的性质有关。可见,加载速率对峰值强度、峰值应变及动态弹性模量的影响与温度密切相关。分析结果对高温环境下岩石工程稳定性、安全性以及相关岩体的爆破效应具有重要参考依据。     

岩石高温轴向应力测试装置的研制

介绍了自行设计研制的岩石高温轴向应力测试装置的结构、设计过程.该应力测试装置是为研究煤炭地下气化炉围岩在高温下应力应变关系而设计的,它能测试20～1200℃下的岩石的热膨胀应力.     

江西相山南部花岗斑岩中绿泥石特征及其形成环境研究

绿泥石化是铀成矿作用过程中的一种重要的蚀变类型,针对采自相山南部地区的花岗斑岩岩石样品研究发现,绿泥石化是这一花岗斑岩中常见的热液蚀变现象。选择相山南部地区花岗斑岩中绿泥石进行岩相学和电子探针成分分析研究,测定各个地区花岗斑岩中绿泥石的化学成分,计算了绿泥石中Al~Ⅳ、Al~Ⅵ、n(Al)/n(Al+Mg+Fe)及n(Al~Ⅵ+Fe~Ⅱ)-n(Mg)等相关指数及其形成温度。讨论绿泥石特征及其形成环境。研究表明:1)相山南部花岗斑岩中绿泥石主要由黑云母蚀变而来,绿泥石主要为蠕绿泥石和铁镁绿泥石,少数属于鲕绿泥石;2)相山南部上南地区花岗斑岩中绿泥石主要来源于铁镁质岩石或富铁、镁的流体,而下堡地区主要来源为泥质岩;3)南部花岗斑岩中绿泥石的形成温度变化于217.91~278.45℃之间,平均温度256.09℃。     

高温植筋试件拉拔试验研究

设计了直径20 mm、埋深20 cm、混凝土基材强度等级C25的植筋试件30个,并对在常温下、高温自然冷却后、高温下恒温加载和高温下恒载升温4种工况进行了拉拔试验.通过总结其破坏形态,测算其极限承载力、极限粘结应力和承载力损失,得出了高温自然冷却后和高温下恒温加载试件极限粘结应力和承载力损失规律,高温下恒载升温试件在不同预加载力下试件破坏的滑移变化规律;结合工程实际对高温条件下植筋结构的安全性进行了判定,给出了植筋结构抗火设计和维修加固依据,可为推广应用植筋技术提供参考.     

高温作用后混凝土强度损失及原因分析

本文对C30和C50两种强度等级的48块混凝土试件在20℃～600℃范围内经高温作用后，进行了强度试验，包括抗拉强度和抗压强度，总结出高温作用后混凝土强度变化规律并对其原因进行了分析。     

轻质化MA/ODS镍基高温合金高温氧化行为

采用机械合金化(MA)和真空烧结工艺制备了Y2O3质量分数为2%～20%的氧化物弥散强化(ODS)镍基高温合金,在1 000℃空气中对合金试样进行100h的静态氧化实验,研究了Y2O3含量对合金高温氧化性能的影响与作用机制.结果表明:适量稀土氧化物Y2O3的加入(质量分数≤5%)可促进完整Cr2O3氧化膜的形成,提高氧化膜与合金基体的附着力,改善氧化膜的抗剥落性,减缓合金在1 000℃的氧化速度,从而有效提高合金的抗高温氧化性能.但过量添加则会使其抗氧化性能迅速下降.     

高温后双轴压混凝土强度和变形性能研究

利用大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室的大型混凝土静、动三轴试验系统,对常温20℃及200～600℃高温后的混凝土进行了5种比例加载路径的双轴压试验,测得了混凝土的强度及应变,发现高温后双轴压混凝土的抗压强度及应变值比单轴压状态时高.根据试验结果,系统地探讨了高温后混凝土在不同比例加载下的双轴受压强度和变形等力学性能,在此基础上,建立了同时考虑温度与应力比的高温后混凝土双轴压的强度破坏准则.这些结论为烟囱、核反应堆安全壳、火灾后的建筑物等处于双轴压组合荷载作用下混凝土结构的设计、分析提供了理论依据.     

华中地区近50年高温事件及大气环流成因分析

基于中国气象局信息中心整编的1960-2009年逐日地面最高气温的站点资料及NCEP/NCAR再分析资料,分析了华中地区85个站点的年平均高温日数和高温日平均最高气温的时间、空间变化,同时分析了高温日大气环流特征.结果表明:年平均高温日数和高温日年平均最高气温在时间分布上呈现增暖的趋势,在20世纪60-80年代中期呈降低趋势,之后呈现上升的趋势,尤其在2000年之后,表现得更加明显.年平均高温日数(＞35℃)和年平均高温日数(＞ 37℃)在空间分布上均呈现扩大趋势,部分地区年平均高温日数(＞ 35℃)增加10天,但是高温日(＞40℃)年平均气温呈弱下降趋势.从大范围高温事件的环流形势来看,7月与8月西太平洋副热带高压脊线北抬至25°～35°N之间.8月586线经向变化,西伸至90°E,100 hPa南亚高压发展强大.由此,在对流层中、上层两个高压系统相互配合,并且二者高度场均呈现强大的正距平,这便是形成华中大范围极端高温事件的大气环流形势场.     

高温下Ⅰ～Ⅴ级钢筋的强度和变形试验研究

本文研究建筑结构常用的５种等级钢筋在不同温度下的强度和变形，包括各等级钢筋在２０～８００℃范围内的强度、应力－应变曲线、弹性模量和应力下的变形以及短期徐变等．探讨了不同应力－温度途径对钢筋高温性能的影响，试验结果可供钢筋砼结构高温（抗火）设计和评估火灾下损伤程度时应用     

煤和矸石选择性破碎分选的研究

论述了测定不规则自然矿块在张拉破碎时的强度，通过对煤和矸石强度的对比，认为选择劈裂破碎作为煤和矸石选择性破碎分选方式较为合适。     

节理岩体的随机剪切破环

提出的节理岩体剪切强度准则,考虑了节理面、岩桥提供的强度分量和相邻节理面形成的起伏角提供的强度分量。讨论了节理面和节理岩体发生剪切破坏时某些关键应力状态必须满足的物理约束条件。此外,强度准则中的参数可以是随机变量,所以可以用于随机模型中的破坏概率分析和工程的风险分析。     

典型岩石单轴压缩变形及声发射特性试验研究

声发射是岩石在受力变形和破裂过程中的重要物理现象,也是反映岩石力学特性的一个直接参量.通过对某矿山矽卡岩、石英闪长岩、蛇纹岩和粉砂岩单轴应力-应变全过程变形特性和全过程声发射特征研究,并作了对应分析,结果表明岩石的变形速率与岩石声发射事件出现的频率有较好的对应性.     

开挖卸荷洞壁围岩强度变化规律研究

基于非线性Hoek-Brown强度准则,对地下岩体开挖应力重分布后岩体强度的变化规律进行了研究。结果表明,由于应力卸荷洞周一定范围岩体强度发生明显降低,不同部位降低幅值不同,距洞壁位置越远降低越小。岩体表征参数GSI、单轴抗压强度σci降低,卸荷后岩体强度降低,应力扰动系数D降低,岩体强度升高。     

预制裂纹盐岩单轴力学特性及能量机制试验

盐穴储气库在水溶造腔时会产生大量溶蚀裂纹,为研究裂纹对盐岩强度和变形等力学性能的影响,利用MTS-815岩石力学实验系统,对不同参数裂纹盐岩的力学特性进行试验研究,采用对数应变对试验结果进行修正,分析了不同参数裂纹对盐岩的强度和变形的影响,并基于能量耗散理论分析其损伤破坏过程中的能量特征.结果表明:不同倾角裂纹降低了试样的峰值强度值,但降低量的多少与裂纹倾角大小未呈现明显的线性关系;不同长度的预制裂纹对盐岩峰值强度有明显的弱化作用,裂纹越长,弱化作用越大.外力做功产生的总应变能U绝大部分转化为耗散能Ud,小部分累积为可释放的弹性应变能Ue,导致盐岩内部产生损伤和塑性变形.破坏过程总能耗、耗散能、弹性应变能等,能量与应变关系曲线表现出明显的阶段特征;盐岩单轴压缩呈现压密阶段、弹性变形阶段、塑性变形阶段和破坏阶段等4个阶段.     

复合层状岩石垂直层面抗剪强度的实验研究

本文对复合层状岩石垂直层面抗剪强度进行了实验研究和理论探讨,并获得了复合层状岩石垂直层面抗剪强度的上限值和下限值,具有一定的参考价值。     

老虎台煤矿冲击地压显现规律

随着开采深度的增大 ,老虎台煤矿冲击地压显现剧烈。根据该矿发生的2 63次冲击地压的显现规律的分析 ,总结出 :井下放炮是冲击地压的主要诱发因素 ;井田的覆岩类型为软岩 ,是弱冲击地压次数较多的地质因素 ;第一分层开采时 ,冲击地压发生的次数最多 ;断层影响 30米的范围内为应力陡变区 ,该范围内冲击地压发生的次数占全部次数的 90 %。     

锚固岩体强度强化的实验研究

将锚杆锚固范围岩体作为一个整体,即锚固体,运用相似材料模拟试验,结合理论分析,研究锚固体的变形特性和强度特性,从而分析锚杆的支护机理。结果表明：安设锚杆可以有效提高锚固岩体的峰值强度和残余强度,且锚杆对岩体残余强度的强化程度大子对峰值强度的强化程度。并且,随着锚杆盎密度的增加,锚固体峰值前的Ｅ、Ｃ、Х值与峰值后的Ｍ、Ｃ、Х值均有不同程度的提高。     

岩石试件抗拉强度的套筒致裂法试验研究

用套筒致裂法进行了岩石试件抗拉强度试验。阐明了所用设备、试验步骤及套筒致裂法的基本原理，介绍了该法测定岩石试件抗拉强度的试验结果     

基于N型回弹仪的粤北丹霞组碎屑岩单轴抗压强度试验研究

以粤北丹霞盆地晚白垩世丹霞组碎屑岩为对象,采用冲击动能为2.207 J的N型回弹仪对其单轴抗压强度与回弹击数的相关关系开展研究.通过对韶关仁化丹霞山世界地质公园内晚白垩世丹霞组出露的巴寨段和锦石岩段砂岩岩体进行原位回弹测试及声波波速测试试验,并对原位测试点岩体钻孔取芯进行单轴压缩试验.由现场回弹测试、声波波速测试和室内岩石单轴压缩试验结果可知,丹霞山世界地质公园内晚白垩世丹霞组出露巴寨段和锦石岩段砂岩的回弹值与岩体强度大体呈线性相关;砂岩、砾岩及砂砾岩的回弹值与波速呈线性相关.对波速、回弹值与单轴抗压强度之间的相关关系及拟合曲线变化趋势的研究结果表明,采用回弹值预测岩体单轴抗压强度具有一定的可靠性.研究结果对快速获取丹霞山景观危岩体的强度指标提供了一定的帮助.