深凹露天矿边坡稳定的空间受力状态分析

在假定岩体为连续、均质、各向同性的弹性体,只承受自重应力和进行倒截头圆锥形开挖情况下,运用弹性力学原理对深凹露天矿边坡的空间效应进行分析,并推导出边坡环形岩石的临界滑动角α与岩石容重γ、摩擦系数f、岩石的环向弹性模量E_θ和开挖半径r之间的关系式。该式表明临界滑动角随着开挖深度的增加而增加的空间力学原理,它为深凹露天矿采用可减少下部废石剥离量或减小剥采比的凸曲线形边坡奠定了理论基础,也为确定其边坡的合理形状提供了初步方法。本理论包含了传统边坡稳定性分析的原理,并适用于其他岩石深凹边坡开挖工程的稳定性分析。凸曲线形边坡的采用将会带来巨大的经济效益。

岩石深凹边坡稳定性坡角的初步确定方法

在假设岩体为各向同性的弹性体,只承受自重应力作用,并对其进行截头喇叭曲面开挖情况下,以喇叭曲面形边坡上环岩体为力学模型,分析其临界下滑时的应力状态,并以库仑准则作为环岩体的破坏准则,推导出了深凹边坡的稳定性坡角a与岩体的内摩擦角j,内粘聚力C,容重g,及边坡的水平半径r之间的联系关系式。该式表明了深凹边坡的稳定性坡角可随着开挖深度增加而增大的空间力学原理,它为采用减少深凹露天矿底部废石剥离量的凸曲线形边坡奠定了理论基础,也为确定其边坡的合理形状提供了初步方法。

岩石深凹边坡稳定性分析

当岩石深凹边坡滑移体向下滑移时 ,考虑到边坡水平环向应力对滑移体的作用 ,对传统的边坡稳定性分析方法进行了修正 ,推导出了适合于岩石深凹边坡的稳定性分析方法。

椭圆形深凹露天矿稳定性边坡形状确定方法的研究

在假设岩体为连续、均质、各向同性的弹性体,只承受自重应力作用,并对其进行椭圆形喇叭曲面开挖情况下,以椭圆形喇叭曲面边坡上一椭圆岩环为力学模型,假定此岩环的环向应力在各点均相等,且以库仑准则作为岩环的破坏准则,推导出了椭圆形深凹边坡临界稳定性坡面的形状。该边坡形状与传统的稳定性理论确定的边坡形状相比较,可在保证边坡稳定的前提下减少巨大的废石剥离量。

基于统计断裂理论的岩石类材料本构模型的研究

以椭圆盘裂纹模型模拟岩石体内的缺陷,基于最弱链环节假设和统计断裂力学理论,推导出多轴应力状态下岩石类材料的损伤模型,并根据应变等价性假说建立了包含损伤的岩石类材料的基本本构关系。导出的损伤模型反映了岩石的破坏与其所受的应力状态、岩石内的裂纹情况、岩石的体积以及岩石的材性参数之间的联系关系。由此关系可得到如下结论:(1)裂纹面之间的摩擦因数越大,岩石的强度就越大;(2)在多轴压应力状态下,由于裂纹面之间存在摩擦,所以围压越大,岩石的强度就越大,且应力-应变关系也由线性变为非线性;(3)岩石类材料的Weibull模量m越大,材料的强度就越低。这些结论都与当前的研究成果相吻合。

多轴应力状态下脆性材料强度的估算

用椭圆盘扁平裂纹模型模拟材料中的缺陷 ,根据统计断裂理论推导出了任意应力状态下脆性材料的破坏概率和期望强度的计算式 ,从而为从简单应力状态下测得的材料强度去预测其他应力状态下该材料的强度提供了一种基本方法。

脆性材料损伤的概率统计模型研究

假设脆性材料的强度服从 Weibull统计分布 ,用圆盘扁平裂纹模型模拟材料中的微缺陷 ,运用断裂力学知识和统计理论 ,推导出了在任意应力状态下材料的损伤概率统计模型 ,并讨论了不同应力状态下材料损伤量的大小关系 ,以及损伤量与材料的体积和材料性能参数之间的关系 :在拉应力状态下 ,损伤量的大小满足 D(σ,σ,σ) >D(0 ,σ,σ) >D (σ,0 ,0 ) ;在压应力状态下 ,损伤量的大小关系则为 D(-σ,0 ,0 ) >D(0 ,-σ,-σ) >D (-σ,-σ,-σ) ;结构的受力体积V增大 。

基于统计断裂理论的混凝土本构关系的研究

以圆盘裂纹模型模拟混凝土内部的缺陷,基于统计断裂理论推导出了多轴应力下混凝土的损伤统计模型,并根据应变等价假说,建立了包含损伤的混凝土的基本本构关系。研究结果表明:混凝土中裂纹面之间的摩擦系数不同,混凝土的应力-应变曲线就不同,摩擦系数越大,混凝土的强度就越高;围压越大,混凝土的强度就越大。随着应力、应变的增大,损伤也随之增大,应力-应变关系也由线性变化为非线性;当混凝土的其他材性参数相同时,Weibull模量m越大,混凝土的强度就越小。这些均与当前研究成果相吻合。

考虑到岩体尺寸效应的深凹岩石边坡角的确定

以喇叭形曲面边坡上环岩体为力学模型 ,分析其临界下滑时的应力状态 ,以库仑准则作为环岩体的破坏准则 ,并考虑到环岩体的尺寸效应 ,推导出了深凹边坡的临界稳定性坡角与岩体的物理参数 ,及边坡水平半径之间的关系式。该式反应了深凹边坡的稳定性坡角可随着开挖深度增加而增大的规律 ,为采用减少深凹露天矿底部废石剥离量的凸曲线形边坡奠定了理论基础 。

多轴应力状态下脆性材料统计断裂判据的研究

应用统计断裂理论,用分币裂纹模型模拟材料中的缺陷,通过用裂纹面的法向矢量反映材料中裂纹面的随机取向,用等效应力代替实际应力状态的破坏效应,提出了多轴应力状态下脆性材料统计断裂的判据。判据反映了结构的破坏强度与其所受的应力状态、破坏概率及材料的性能参数之间的联系关系。通过判据可得出对当前研究成果的一些合理解释,最后用判据的预测与实验数据进行比较,结果较吻合。

基于统计断裂理论的脆性材料弯曲强度的理论研究

基于统计断裂理论,推导出了脆性材料在三点弯曲、四点弯曲情况下的期望强度和破坏概率的计算公式。研究分析了在以上各种受力状态下材料强度的大小关系。得到的结论为:(1)弯曲应力状态下材料的期望强度大于均拉应力状态下材料的期望强度;(2)三点弯曲应力状态下的期望强度大于四点弯曲应力状态下材料的期望强度;(3)在四点弯曲状态下,载荷的两作用点的距离越大,材料的期望强度就越小,或者在最大弯曲应力相同情况下,载荷的两作用点的距离越大,材料的破坏概率越大。这些均对工程实际具有重要的指导意义。

基于Monte Carlo方法的Weibull参数确定分析

运用Monte Carlo方法研究了样本大小n对确定材料的Weibull三个参数的影响。结合最小二乘法和数值特微法,建立了确定Weibull参数误差范围的随机取样法,以此分析了样本大小n与其误差范围之间的关系。计算结果表明:(1)通过实验确定材料的Weibull参数时,样本数取n=20较为适宜,当n〈15时产生的误差较大;(2)为了提高精确度而采用更多的试件进行实验时,把实验数据按样本数n=20进行随机分组,用各组所得到的Weibull参数的平均值作为材料的Weibull参数的效果最好。

工程材料中裂纹模型选取方法的研究

采用椭圆盘裂纹模型模拟工程材料中的微缺陷,导出了在任意应力状态材料破坏概率的分布函数,并研究了椭圆长、短半轴之比值与破坏概率分布的关系,最后通过对文献[6]中的实验数据的比较,提出了如何确定椭圆盘裂纹模型去模拟脆性材料中的微缺陷的具体方法。

Ni-P-MoS_2复合镀层的制备和耐磨性能研究

采用电沉积法制备Ni-P-MoS2复合镀层,研究了镀液中纳米MoS2含量与沉积速度的关系,分析了MoS2添加量对镀层显微硬度以及耐磨性能的影响。结果表明,当纳米MoS2在镀液中的加入量为4 g/L时,镀层的耐磨性能得到改善,磨损质量损失为普通Ni-P镀层的55%,经400℃×1h热处理后复合镀层表现出更好的耐磨性能。

无机聚合物混凝土疲劳性能试验研究

利用粉煤灰、矿粉和碱激发剂制备无机聚合物混凝土,研究其疲劳性能。并与相同砂率的普通混凝土相比较,为研究在普通公路路面及桥墩结构中无机聚合物替代民用建筑水泥的可行性提供试验数据。抗压及弯拉试验结果表明:无机聚合物混凝土与普通混凝土相比,其抗压强度比较接近,而弯拉强度较低。疲劳试验结果表明:在相同应力水平下,无机聚合物混凝土疲劳寿命略高于普通混凝土;在弯拉疲劳荷载作用下,无机聚合物混凝土疲劳应变的变化规律大致可以分为3个阶段;无机聚合物混凝土与普通混凝土的疲劳寿命符合两参数威布尔分布,并建立了在不同失效概率下的双对数疲劳方程。

一种快速检测铝合金液含氢量的方法

研究了一种铝合金液氢含量快速检测方法。在该方法基础上设计了铝合金液氢含量快速测定装置。该装置通过动态改变测氢系统真空室的容积达到快速动态测定熔体氢分压的目的,具有结构简单、测试速度快、精度高和制造成本低的特点。设计了主要以石英砂、膨润土、水为主要材料,通过压制和烧结工艺实现成型的探头。实验证明,该方法可以满足实际测试中的各项指标。

Determination of the Stable Slope Configuration of Oval-Shaped Furrow Pits

The space effects of oval-shaped furrow pit slopes were analyzed by the elastic mechanics principle.The interaction of limit equilibrium slope angle,friction coefficient,cohesion and horizontal radius of oval-shaped furrow pits has been derived.The oval trumpet-like rock mass is homogeneous and elastic while only loaded by its dead weight.The interaction indicates that the deeper an oval-shaped furrow pit is excavated,the greater the limit equilibrium slope angle.Both the theory base for reducing stripping waste rock in an oval-shaped furrow pit and the basic way to determine the configuration of a stable slope were developed from the mentioned interaction.The theory includes the preceding principles of stability analysis of slopes.Compared with the configuration determined by traditional theory of slope stability,a great quantity of stripping waste rock can be reduced by that determined in this paper under stable conditions.

脆性材料统计断裂判据的研究

基于统计断裂理论,用分币裂纹模型模拟脆性材料中的缺陷,通过用裂纹面的法向矢量反映材料中裂纹面的随机取向,用"等效应力"等效实际应力状态的破坏效应,提出了多轴应力状态下脆性材料统计断裂的判据。本判据反映了结构的破坏强度与其所受的应力状态、破坏概率及材料的性能参数之间的联系关系。通过本判据可推导得到如下结论:1)在压应力状态下:围压越大,材料的强度就越大;裂纹面之间的摩擦系数越大,材料的强度越大;2)受载体积越大,材料的强度就越低。这些结论均与当前研究成果相一致。最后用本判据的预测与实验数据进行比较,结果较吻合。

压应力状态下统计断裂理论的研究

假设脆性材料的强度满足Ｗｅｉｂｕｌｌ分布．本文结合莫尔－库伦定理和统计断裂力学对任意压应力状态下脆性材料的断裂行为进行了研究，得到了一些有益的结论。

塔结构风振反应最大值分布的统计分析

提出了塔结构风振反应最大值分布的统计分析方法。文中依随机过程模拟理论建立了多维人造脉动风样本的产生方法，通过结构风振反应峰值概率分布函数的统计分析就可算得塔结构的抗风动力可靠性。