含气多孔介质卸压层裂的间隔特征——突出的前兆

含气多孔介质在卸压下的拉伸破坏有两种模式———层裂和突出．达到或超过临界破坏条件，引发骨架层裂破坏；达到或超过更强一些的临界突出条件，则引发突出．从采煤实践中逐次掘进的长过程看，层裂是已达破坏条件而未到突出条件的情况，进一步发展可能引发突出．实验表明层裂显现规律的间隔特征，因而与层裂相关的瓦斯浓度变化和地音信息可以认作是突出的前兆．如果在内部形成破坏区，渗流场与应力场的耦合有可能导致延时突出、石门自揭（岩石巷道掘进过程中临近煤层时岩体失稳破坏）等一类现象，显现强的时效特征，其时效是由渗流过程控制的．

含气多孔介质的卸压破坏及突出的极强破坏准则

用简单的一维刚骨架破坏失效模型描述受压含气多孔介质在界面突然卸压下的拉伸破坏，这类破坏具有不发散传播的特性，可用稀疏间断波来表示，即破坏波．存在有极强破坏波，它由类似于定常爆燃的ＣＪ条件确定．提出了临界突出的极强破坏准则．

煤与瓦斯突出的一维流动模型和启动判据

本文将煤与瓦斯突出这一现象和因素模化,建立了研究机理的一维流动模型,给出了基本方程和突出基本准则——破碎起动准则。在这理想模型中,开挖前的围压作为煤体受载因素影响破碎起动从而影响流场,流场与应力场则解耦,可独立地研究流场,研究瓦斯渗流,煤的破碎起动及随后的两相流与纯气相流。 掘进是外加扰动,使渗流相对加剧,是启动突出的基本因素。讨论恒速掘进下的渗流过程,从渐近解——恒稳渗出解给出启动判据,分别表示成:可能条件——地应力条件;孕育条件——掘进条件或瓦斯条件;触发条件——渗出速度条件。

冲击载荷下饱和砂土渗流和破坏的实验研究

对饱和破土在冲击载荷下发现的变形和流动效应进行了落锤模拟实验研究，发现砂土骨架出现纵向排水通道和横向断裂等现象，对可能影响这些现象的主要因素进行了对比的实验，对上述实验现象进行了初步的解释．

突然卸载下含气煤的层裂

在模拟煤与瓦斯突出的激波管实验中发现，按瓦斯初压大小存在两种破坏模式：低压开裂和高压突出．在低压开裂模式中发现了层裂现象：破坏区煤样分成数段，每段的厚度大致相等，段间裂缝的宽度在毫米量级．用准静态层裂模型来讨论层裂现象，分析认为，层裂段的特征长度是煤的拉伸强度和侧壁摩擦力的比值．计算结果说明：（１）层裂段的个数随气体初压的变化关系与实验相符；（２）层裂的产生是个快过程，可忽略渗流；（３）裂缝的发展是个慢过程，由渗流和侧壁摩擦共同控制．

冲击载荷下饱和砂土中孔隙水压力的变化及其与液化密实的关系

介绍了实验装置与测压系统，实测了饱和砂柱自由落体撞击地面后前期快过程和后期慢过程的孔隙水压力的变化。在此基础上，给出了前期快过程中冲击压力波形的传播及其与落高、测点位置等的关系，并探讨了后期超孔隙水压力与落高、砂样、测点位置以及饱和砂土的液化、密实之间的关系。

含弱透水夹层饱和砂土坡体滑坡的实验研究

通过含有细砂夹层的饱和砂土在冲击载荷下的滑坡模拟实验,考察了土层参数不均匀的坡面的滑坡模式,坡体变形,破坏和不均匀渗流引起的滑坡,特别是散体粒径不均匀时出现的含水层和通道与滑坡的关系,各控制参数(载荷的和土体的)对滑坡的影响,并对这类滑坡中的现象给出了定性解释。

垂向动载下饱和砂土液化发展的数值模拟

针对一维应变情况，建立了垂向荷载作用时饱和破土的一维应变动力学模型，然后进行 了分析．得到了在垂向荷载作用下，饱和砂土液化发展过程的特性．结果表明，渗透系数越小， 骨架强度越低，扰动强度越大，液化发展越快．

含瓦斯煤在突然卸压下的开裂破坏

为了解炮掘引起的煤体破坏效应，用破裂间断波模型讨论含瓦斯煤在突然卸压条件下的开裂破坏，考虑了煤样的抗拉强度和瓦斯初始压力的影响，计算了破裂波的传播和破裂段的长度，破裂段的计算长度与实验值符合较好．用破裂波模型能说明较弱的一类煤和瓦斯突出，即开裂破坏的主要特征．

冲击载荷下饱和砂土砂面沉降的实验研究

在落锤式冲击荷载下，通过对饱和砂土砂面沉降量的测量，得到液化前和液化后又重新固结的饱和砂土相对密度的变化规律，以及相对密度增量与初始相对密度的关系。对不同落高下砂面沉降量的测量，得到冲击强度与沉降量的关系。这些结果可指导爆炸法密实砂土地基工程。

煤在瓦斯一维渗流作用下的初次破坏

作者观察了煤在瓦斯一维渗流作用下的初次破坏,发现破坏煤体呈球冠状;临界破坏瓦斯超压取决于卸载条件,煤型的强度、半径和长度,以及煤型所受的侧压,但与瓦斯吸附特性无关。对实验例进行了数值分析,结果表明煤体的破坏属于拉伸破坏;卸载速率的增高,侧向围压的减小与煤型几何半径的增大将使得煤体在瓦斯渗流作用下更易于破坏。

软煤拉伸应力-应变关系的实验研究

提供一种用于测量软煤或土的抗拉强度、拉伸应力应变关系等拉伸特性的实验装置．利用模具压制出均匀的煤环试件，对煤环内壁施加均布径向水压力使其拉伸变形和破坏．根据实验结果，提出了弹脆性拉断破坏的理论模型，并据此对煤的抗拉强度、弹性常数以及等效孔隙压力系数等进行了分析和讨论．实验数据稳定可靠，散布小，重复性好，说明所提供的实验装置和实验方法简单而有效．

一维含气多孔介质突然卸载破坏引起渗流变化的实验研究

利用煤激波管进行了一维含气多孔介质在突然卸载条件下的破坏实验,并对破坏的形态(层裂和层松)以及破坏前后气体渗流特性的变化进行了实验研究。实验结果表明:试样的破坏存在层裂和层松两种典型的破坏形式,破坏后煤样渗透率的变化本质上是由层松引起的;渗透率的分布与破坏应变直接相关,而充气压力是决定总体变化的参数;试样开裂破坏后的渗透率是原始渗透率的1～2倍;随充气压力增加.破坏深度按某一特征厚度的倍数增加。

冲击载荷下饱和砂土密实与排水过程的初步分析

考虑液化后饱和砂土在重新固结时砂土骨架的压缩变形 ,对冲击造成液化的饱和砂土在排水与密实过程中砂面沉降速度、沉降量、超孔隙水压力等参数随时间的变化进行了初步的分析。在对液化后饱和砂土的渗透系数进行必要的修正后 。

煤与瓦斯突出的层裂－粉碎模型

提出了描述煤与瓦斯突出的１维模型。该模型把煤体破坏分为２个阶段──层裂和层裂片的粉碎，并用粉碎率的概念来描述煤体的这种非均匀破坏。利用上述模型和从模拟实验得来的参数，对突出过程进行数值计算，得到了破裂阵面推进速度与瓦斯初始压力和煤初始粉碎率之间的拟合关系．计算结果与实验结果符合得很好。在煤激波管的实验中，揭示了一系列重要现象。值得提到的是，在严格控制实验煤样参数不变，仅改变充气气体压力的情况下，发现有３种典型现象：当充气气压ｐｇ小于某一临界值ｐｃｌ时，煤样不发生破坏；当ｐｇ＞ｐｃｌ但小于另一临界值ｐｃ２时，可观察到部分煤样破裂；而当ｐｇ＞ｐｃ２时，观察到煤样全部破裂并被抛出，破裂阵面近似恒稳地推进。在建立本文的物理模型时，将利用这些实验事实。１物理模型比照郑哲敏等的１维实验，研究图１所示装置破膜后的过程。煤与瓦斯突出研究的关键问题是对煤体破裂的研究，即对煤的破裂准则和破裂阵面运动规律的研究。对此本文提出以下模型：（１）把最大有效拉应力准则作为破裂准则，认为破裂是不连续的，破裂阵面跳跃式发展；（２）引入混相流和粉碎率的概念来描述层裂片的运动；（３）层裂片的形态在运动中不稳定，满足一定条件后将发生进一步的粉碎。?

冲击载荷下饱和砂土中流动和破坏的X光观测

介绍脉冲X光机和医用X光机的特性,应用这两种设备进行一系列饱和砂土的冲击加载实验。利用医用X光机拍摄到了饱和砂土在冲击载荷作用下产生的横断裂缝、纵向排水通道以及密实沉降的照片,得到了横断裂缝和纵向排水通道的出现规律,从而为研究饱和砂土冲击液化后结构破坏与密实沉降的机理提供了一种实验观测手段。

饱和砂土在往复荷载作用下有侧限的本构关系实验研究

为了得到往复荷载作用下有侧限的饱和砂土的本构关系，反映非线性和滞回特性并能方便地应用于发生液化的情况，进行了系列实验。实验材料包括４种不同松密程度的细砂，加、卸载路径包括等幅的及不等幅的情况。根据实验数据，得到了以双曲线形式表述的砂土应力－应变关系，包括加载曲线和卸载曲线。

穿爆弹撞靶效应数值分析

利用流体弹塑性模型和欧拉算法对穿爆弹撞击有限尺度模拟靶的力学效应进行了数值分析。计算详细地给出了撞靶过程中各物理量的变化，分析了靶板尺度、撞靶速度对撞靶效应的影响。

有侧压作用的含瓦斯煤在突然卸载下的临界破坏

在轴对称的实验装置上，对上下施加侧压的中心开孔的含瓦斯煤饼，将孔内压力突然降至大气压，求得煤样在侧压和瓦斯压力联合作用下的临界破坏条件．结果表明，临界破坏条件下侧压与瓦斯压力之间呈近似线性的变化规律，并且是侧压越大，发生临界破坏所需的瓦斯压力越小．

ONE-DIMENSIONAL FLOW MODEL FOR COAL-GAS OUTBURSTS AND INITIATION CRITERION

This paper discribes a one-dimensional flow model to explain the basic mechanism of coal-gas outbursts.A break-start criterion of coal,as the elementary outburst criterion,is given approximately.In this ideal model,the tectonic pressure before excavation,as a load on coal body,affects the break-start and then the flow field.The flow field is decoupled with the stress field,so that the gas seepage through unbroken coal body,break-start and consequent two-phase flow,and pure gas flow can be analysed independently of the stress field. The tunnelling,an external disturbance that makes the seepage intensify relatively,is an essential factor for initiating outburst.Under steady tunnelling,seepage ought to tend to be steadily progressive.From its asymptotic solution initiation criterion is obtained.This is described by three conditions,possibility condi- tion—tectonic pressure condition,incubation condition—tunnelling or gas condition and triggering condi- tion—seepage velocity condition.