反向叠加应力法无损检测焊接残余应力

评述了焊接残余应力检测常用方法的原理、适用范围和优缺点．利用结构钢中存在着一定程度的拉压异性,探索焊接残余应力无损测试的新方法．即利用碳素结构钢的拉伸、压缩弹性模量或拉、压状态下的泊松比存在大约3%的差值,进行了用反向叠加应力法无损检测焊接残余应力的实验研究,并将实验所得到的焊接残余应力值与盲孔法所得值进行比较．结果表明:建立在碳素结构钢拉压异性基础上的反向叠加应力无损检测法,在一定的条件下可用于测定焊接残余应力,具有简便、有效、精度高的特点．

突出矿井叠加应力影响巷道围岩破坏特征及控制对策

以晋煤集团寺河煤矿巷道为工程背景,研究叠加应力影响下巷道围岩变形破坏特征,表现出剧烈底鼓、巷帮严重收敛、顶煤破碎下沉、长时间持续变形、支护体严重破坏等特点,在此基础上分析得出强烈耦合高应力、初期支护强度刚度不足且后期补强不及时、瓦斯抽采导致巷帮煤体强度降低是巷道变形破坏的三个主要影响因素。针对井下巷道中存在的问题,提出围岩控制对策和改进意见。

叠加应力支护理论在巷道支护中的应用

介绍山东泰山能源有限责任公司翟镇煤矿通过研究叠加应力支护理论和顶板破坏机理，提出一种通过不同支护材料、形式实现应力叠加累积的支护技术，以解决复合顶板的支护难题，并通过实际应用数据说明了这种叠加应力支护的优越性。叠加支护能充分利用支护材料的特性、作用机理及围岩应力特征等实现对巷道围岩的有效控制，形成高强度、高弹性的稳定承载体，尤其是针对复合顶板、动压等巷道，提高了支护效果，降低了巷道复修率。

深井叠加应力巷道失稳演变机理及控制对策

以徐州三河尖煤矿92202工作面所处的特殊地质条件为背景,针对深部矿井侧向残余应力、煤柱集中应力、超前采动应力高度叠加作用下巷道支护的技术难点,结合FLAC2D数值计算,研究了采掘全过程巷道失稳变形破坏的演变规律,详细分析了巷道集中应力变化过程,得出了巷道关键加固区的范围,提出了全断面锚索加固承载圈结合帮部深浅孔交叉渐进掩护式注浆加固原理,有效控制了该类叠加应力条件下巷道的不均匀破坏。矿压观测结果表明,巷道帮部及顶板相对加固前的变形量分别减少了68.7%、69.7%、63.04%,流变速度趋近于零。

叠加应力影响巷道围岩变形规律及控制技术研究

为了解决上覆煤柱应力叠加影响下巷道变形严重的问题,通过现场实测对巷道变形规律进行研究,采用钻孔窥视及静压注水试验对围岩破碎特征进行分析,制定了先注浆、再对锚杆二次预紧、最后预应力锚索补强的综合围岩控制方案,并进行工业性试验,结果表明:巷道修复后0~18d为初始变形阶段,是巷道治理的关键阶段;巷道浅层煤体裂隙发育数量较多且连通性较好,深层裂隙发育较少且连通性差,需要采用预应力锚索进行全长锚固补强;采用综合围岩控制方案后,巷道变形量得到有效控制,底鼓量最大为51mm,两帮最大移近量为42mm,顶板沉降量为4mm,巷道变形得到有效控制。

大采高工作面巷道叠加应力分析

为给大采高工作面及盘区大巷巷道布置、围岩控制、支护参数设计提供基础依据,采用现场调研、现场试验和矿压监测方法,对大采高工作面巷道叠加应力进行分析。分析表明,工作面留巷巷道在受一次采动影响条件下,主要受工作面侧向支承压力的叠加影响,而在二次采动影响条件下,主要受到工作面超前支承压力的叠加影响;盘区大巷与工作面垂直时,盘区大巷主要在采煤工作面末采阶段受到工作面超前支承压力的叠加作用影响;而在盘区大巷与工作面相平行时,盘区大巷则在工作面整个回采阶段受到工作面侧向支承压力的作用影响。

柴油机关键运动件制造叠加应力对表面完整性的影响研究

本文以柴油机曲轴、凸轮轴、连杆等关键运动件从热处理强化、机械加工、表面形变强化等诸多制造工艺环节过程中,因残余应力引发的零件变形为研究重点,探索工艺过程应力场的遗传和演变,多个工艺环节应力场叠加引起精度量值的宏观效应和规律,通过分析柴油机高承载运动件加工表面完整性评判范围、运动件热处理强化对加工精度的影响、切削/磨削力热耦合对加工精度的影响、柴油机运动件材料加工特点、柴油机运动件材料加工几何特性、形变强化对加工精度的影响,提供一种运动件加工主动控制叠加应力影响的研究方法,以支撑柴油机运动件加工路线、加工方法和工艺参数的优化设计,提高柴油机关键运动件加工精度和精度保持性。

柔性封层稳压胶结缓释叠加应力巷道支护技术

平煤集团公司十一矿深部-593 m石门巷道,采用锚注支护提高了巷道的支护效果,保证了巷道的安全使用,降低了支护成本、减轻了劳动强度,取得了较好效果。

叠加应力软煤巷道底板注浆加固应用

针对岳城煤矿15号煤东轨道大巷、15号煤东胶带大巷受长期围岩应力叠加影响,巷道底板、两帮变形严重等问题,设计了基于注浆锚杆(索)的加固方案,并进行了工业性试验.试验结果表明:浆液在煤帮上形成类似喷层的效果,结构紧密,硬度较大;注浆后两帮移近量最大72 mm,底鼓量最大为166 mm,均符合设计要求,说明注浆锚杆(索)有效的控制了底鼓,较快速度改善了围岩锚固特性.

叠加采动应力影响下工作面矿压控制技术

为解决3912大采高综采面叠加采动应力影响下矿压显现强烈导致严重制约安全生产的难题,在总结过3810始采线区域工作面矿压显现规律的基础上,对注浆加固技术进行了理论分析,结合现场生产条件,提出采用“双层长距离注水泥浆超前加固工作面煤壁、锚网索注耦合支护超前加固巷道围岩”。实践表明:采取超前注浆加固控制3912工作面叠加应力效果较好,保证工作面安全高效通过3810采空区停采线边界煤柱影响区域,在进、出3810采空区边界煤柱影响区域,工作面推进度由40 m/月提升为120 m/月。

应力叠加区回采巷道围岩破碎机理及支护技术研究

王坪煤矿8306工作面回采至460~500 m区段时,因受应力叠加破坏影响,回风顺槽煤柱侧巷帮出现严重破碎、垮落现象,导致巷道围岩变形量大,工作面尾端头支架移架困难、支架载荷变大。基于此,王坪煤矿分析了围岩破碎机理,并提出了“柔性卸压注浆支护+水力膨胀锚杆+L型钢棚”联合支护技术。现场实际应用效果表明,采取联合支护技术后,控制了回风顺槽应力区巷帮垮落现象,两帮收敛量减小至0.27 m,顶底板移近量减小至0.38 m。

叠加应力影响下大巷加固技术研究

针对寺河矿二号井15号煤层大巷受叠加应力影响导致巷道围岩变得极为破碎、变形量大的特点,在地质力学测试的基础上,结合巷道变形破坏情况对其破坏机理进行分析。通过UDEC数值模拟论证了注浆对破碎围岩的加固作用,最终确定对寺河二号矿15号煤层3条大巷两帮和底板采用先注浆后打锚索的注浆加固技术方案。矿压监测结果表明,该方案可有效地控制大巷变形,为类似条件下的破碎巷道加固技术提供了参考。

冲击载荷下叠合岩层巷道围岩的应力演化数值模拟研究——基于岩层运动并行计算系统StrataKing

煤系地层属于典型的层状沉积岩层,这在传统连续介质模型中不能被较好反映。为了探究冲击载荷下叠合岩层巷道围岩的应力演化规律,采用以拉格朗日元与离散元耦合连续-非连续方法为基础发展的岩层运动并行计算系统StrataKing,基于理想化模型分析了巷道上表面附近应力波的叠加。阐明了应力波叠加导致顶板开裂机理,并且探讨了冲击载荷幅值的影响规律。研究发现:在原始压应力波传至巷道上表面附近测点后,该测点的最大主应力刚开始呈下降-上升-下降的变化趋势,这是由原始压、拉应力波不同时刻的叠加不同导致的;由于次级应力波的波长较原始应力波的小,次级压、拉应力波的单独作用更明显,它们的叠加使巷道上表面附近测点能产生更低和更高的最大主应力,甚至导致顶板开裂;冲击载荷幅值越大,近似阶梯增长阶段中拉裂纹平均发展速度越快,巷道围岩最终开裂范围越大,巷道围岩平衡越困难。

预应力锚杆巷道支护方案优化研究

为提升支护效果,优化支护方案,对不同支护参数下支护效果进行分析,发现随着预紧力的增大,此时压应力区域叠加长度呈现逐步增大的趋势,即当锚杆预紧力增大,锚杆间应力叠加效果越强。同时随着锚杆间距的增大,此时压应力区域叠加长度及压应力均值均呈现减小的趋势,即当锚杆间距增大,锚杆间应力叠加效果越差。根据模拟结果给出优化方案,对优化后的支护方案进行应用研究,发现优化后相对于原支护设计巷道表面位移减小了3%左右,顶板浅部离层量降低了2%左右,深部离层无明显改变,为矿井降本增效作出一定的贡献。

叠加扰动下剩余煤柱应力演化特征分析

针对采掘叠加应力作用下,由于支护时机不合理导致回撤通道围岩灾变失稳问题频繁发生严重影响综采设备安全高效回撤的技术难题,以棋盘井煤矿I030901工作面回撤通道为研究背景,将剩余煤柱应力演化的五个阶段建立剩余煤柱力学模型,将实测参数带入公式后理论确定了叠加应力的起始扰动范围为102.48m。在此基础上,建立FLAC^(3D)数值计算模型反演了工作面前方应力传播规律及剩余煤柱上方垂直应力的叠加影响机制。考虑到作业工序及生产条件影响取富裕系数为1.5,最终确定剩余煤柱宽度小于150m之前,需要对回撤通道完成超前加固。现场实测结果表明,超前应力影响范围为100m左右,模拟结果与理论计算结果具有一致性。

冲击危险评价的相对应力集中系数叠加法

冲击动力灾害是关乎矿井能否安全稳定生产的主要因素,目前越来越多的矿井需要在采掘工作面设计阶段确定冲击危险等级与区域,迫切需要发展科学、精确、定量、便于技术人员操作的冲击危险早期评价预警方法。为了解决冲击显现无法用现有强度准则进行表述、不同应力无法标量叠加的问题,提出了冲击危险评价的相对应力集中系数叠加法,将某一待分析区域内影响冲击矿压发生的某因素引起的最大主应力与自重应力的比值,称为相对应力集中系数分量,各分量的乘积为该区域的相对应力集中系数。将影响冲击矿压的因素从载荷特性上分为静载荷和动载荷,从对应力影响效果上分为增压型与减压型,给出了影响冲击的主要动载因素,以及相对应力集中系数计算方法。发生过冲击矿压的矿井利用冲击区域的总相对应力集中系数作为临界指标,未发生冲击的矿井利用临界应力与自重应力的比值作为临界值,根据相对应力叠加系数与临界值的比值对冲击危险等级进行了划分。现场应用表明,相对应力集中系数叠加法与监测冲击危险区域与等级具有较高一致性。

基于应力叠加的群桩效应系数的研究

根据附加应力叠加原理,逐步推导得到不同布桩形式的群桩效应系数计算公式。计算表明,当桩数、桩长、桩径相同时,单位承台面积上的群桩效应系数,呈梅花形布桩的最大,呈矩形布桩的次之,呈正方形布桩的最小。因此,呈梅花形布桩群桩是较好的选择。这为苏通长江公路大桥主桥超长大直径群桩基础选择呈梅花形布桩提供理论依据。

上保护层不合理布置对被保护层应力叠加影响效应研究

为了研究上保护层不合理布置导致被保护层开采过程中巷道围岩严重变形破坏的问题,采用现场调研、理论分析、数值模拟和矿压观测等方法,对中兴矿3203工作面上保护层开采后的影响效应进行了研究,结果表明:当上保护层遗留煤柱宽度为10~70 m时,其对被保护煤层造成叠加应力大小为13.7~18.1 MPa;当上保护层工作面宽度为75~125 m时,其对应理论垂直有效距离为30~52 m;上保护层布置不合理导致被保护层工作面采掘空间围岩受应力叠加影响而稳定性较差,而合理布置上保护层能够有效改善被保护层采掘空间围岩应力环境,确保矿井安全高效生产。

球状药包应力波叠加过程的破岩特性

为分析非同源炸药包起爆后应力波叠加过程的破岩特性,以同时起爆相同球状药包为对象建立物理模型,根据所定义的破岩角β分析爆炸应力波叠加后的应力状态并构建斜交叠加的峰值应力变化函数,在此基础上利用LS-DYNA软件进行等效数值模型验证,对所建立的数值模型提取一系列监测单元,结果表明:依据应力函数得出了球状药包间爆炸应力波叠加时易产生破坏的应力交角β范围在arctanλ≤β<90°内(λ为侧压应力系数);通过观测不同监测单元对应爆炸应力峰值的变化趋势发现与所建立的理论峰值应力函数模型变化趋势基本吻合,证明所总结球状药包产生的爆炸应力波叠加过程破岩规律特性与理论规律效果相符合。研究成果可为采用球状药包的破岩工程提供理论参考和依据。

叠加采掘集中应力对煤与瓦斯突出的影响

总结了鹤壁十矿叠加采掘集中应力影响下发生的3次煤与瓦斯突出特点,通过与其它多次突出的对比分析,指出了叠加集中应力对煤与瓦斯突出的影响:在叠加集中应力影响下煤与瓦斯突出的危险性、突出规模、突出频度存在显著增加趋势。同时提出了在叠加采掘集中应力影响下进行采掘活动需采取的防治煤与瓦斯突出措施。