鲍店煤矿硬岩断裂型矿震的预测

为研究矿震诱发型冲击地压的机理与防治方法,基于覆岩空间结构理论的基本思想,结合矿山压力与力学分析,研究了"不对称孤岛综放工作面"覆岩运动规律,探索了"硬岩断裂型"矿震的预测方法,结合鲍店煤矿103上02工作面的开采实际,准确预测了103上02切眼至103上01切眼工作面轨道巷冲击地压危险区、相邻工作面初次来压阶段、单工作面"见方"阶段、双工作面"见方"阶段、103上02工作面接近103上03终采线5个极易发生动力灾害的危险区以及危险程度,并在危险区内提前进行了卸压处理,在工作面推进过程中发生数十次2.5级以上矿震的情况下,成功避免了井下矿震诱发的冲击地压灾害,保证了103上02孤岛综放工作面的安全开采,实现了"有震无灾"的控制目标。

隆起断裂型地下热水形成条件及地热成矿模式分析——以贵州茶花坪温泉为例

以贵州茶花坪温泉为例,结合区内实施的DR1号地热井揭露地质结构特征,通过开展地质测量、物探、地热钻探、测井、降压试验等工作,并进行了综合分析研究,全面阐述了隆起断裂型地下热水的形成条件,分析了地热成矿模式,对贵州其它相似区域地下热水资源的勘查开发具有一定借鉴意义。

深部离层断裂型工程软岩巷道支护技术研究

深部巷道埋藏深度大,地质构造复杂,应力组合作用效应明显,煤矿深部开采巷道围岩控制成为制约安全高效生产的主要因素之一。本文通过分析深部巷道围岩特性及力学环境,从围岩对巷道工程支护对策选择及方案设计思路的影响出发,对围岩进行分类,提出相应支护对策。支护效果监测结果表明,高强锚网索+梁(带)联合支护技术能保证深部复杂高应力离层断裂型工程软岩巷道的安全稳定,取得良好效果。

断裂型二元结构矿业经济及其优化问题探讨

市场经济的发展导致了断裂型二元结构矿业经济的产生。断裂型二元结构矿业经济主要表现在矿业经济在运行的体制机制、投资结构、生产效率和用工制度等方面,由于资源的集中和集聚,导致了资源的开发、投资和生产结构的变化造成了断裂型二元结构矿业经济的产生,优化这种结构必须采取尊重小矿存在的合理性并加强其自身建设、加强政府干预和管理,有序推进矿业整合、构建帮扶体系等系列措施。

渝东南断裂型碳酸盐岩地热水的形成特征

通过水化学法和同位素示踪法对渝东南断裂型碳酸盐岩地热水的地球化学特征及其水资源的形成进行研究。结果表明:郁山断裂以西地热水的水化学类型为Cl-Na型,断裂以东地热水以SO4-Ca·Mg型为主。根据Gibbs图,郁山断裂以西、以东的地热水分别受到蒸发浓缩和岩石风化作用的影响;断裂以西地热水的γNa^+/γCl^-接近1,表明地热水中高浓度的Cl-和Na+主要是源于地层中岩盐的溶解;断裂以东地热水的γ(Ca^2++Mg^2+)/γ(HCO3^-+SO4^2-)接近1,表明地热水中高浓度的Ca^2+和SO4^2-主要来源于地层中膏岩的溶解。地热水的δD和δ^(18)O值分别为-64.7‰^-50‰和-9.17‰^-7.89‰,分布在当地大气降水线两侧,表明补给来源主要为大气降水。地热水水源平均补给高程为1 278 m,这很可能来自附近岩溶中山地区。其热储温度为41~90℃,平均热储温度为66℃;循环深度为1 000~3 500 m,平均值为2 300 m。大气降水到达地表后,在重力(地形)作用下向深部径流,接受地球内部的热传导形成地热水,由西北向东南流动,沿着断裂带上涌,并接受冷水的混入。

腰椎多裂肌MRI参数改变应用于诊断分析峡部断裂型腰椎滑脱

目的探讨峡部断裂型腰椎滑脱的患者多裂肌MRI影像学改变,并与退变型腰椎滑脱及正常体检健康者比较,发现其中规律,探讨临床价值。方法研究对象分为3组:峡部裂型组患者60例,其中L3滑脱3例、L4滑脱35例(Ⅰ度15例,Ⅱ度20例)、L5滑脱22例;退变型组患者60例,其中L3滑脱4例、L4滑脱32例(Ⅰ度20例,Ⅱ度12例)、L5滑脱24例;体检资料健康者60例为对照组。所测对象的年龄及体重指数(BMI)进行比较,并对所有患者行功能障碍指数评分(ODI)。应用Image J软件测量所纳入对象的L3/4、L4/5、L5/S1椎间隙水平层面多裂肌净横截面面积占多裂肌区域横截面面积(LCSA/GCSA)的比值。数据间的显著性差异利用单因素方差分析(one-way ANOVA)或Student't检验。结果峡部裂型组患者3个不同层面数据与退变型组相应节段滑脱患者及对照组比较差异有统计学意义(P<0.05),峡部裂型组L4不同程度滑脱患者3个不同层面数据与退变型组L4相应程度滑脱患者比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论峡部裂型组与退变型组及对照组相比,其多裂肌退变明显,可考虑其作为腰椎滑脱的诊断参考指标。

断裂型内含肽在蛋白生产和生物工程中的应用

蛋白反式剪接是蛋白翻译后修饰的一种特殊机制,这一反应由断裂型内含肽自我催化完成,不需要酶和其他因子参与。与常规顺式的蛋白剪接不同的是,反式剪接是基于断裂型内含肽由N端和C端这两段多肽的高亲和力,精准地构建成一个具有剪接活性的内含肽蛋白质。反式剪接已被发展成新的生物技术应用于生产环化蛋白、构建蛋白定点与定时表达的载体和转基因植物,以及改造cDNA文库技术等。

断裂型基础可解体立柱的理论与实验模拟

本文阐述了解体消能结构的应用背景和概念,着重研究了断裂型基础可解体立柱的力学性能。通过简化,运用艾氏冲击试验方法设计出符合解体要求的带有半“V”型环周切口的特殊螺杆,最后用Ansys软件验证了设计的结果。

细聚丙烯纤维混凝土介观离散力学模型及其Ⅰ型断裂强度负效应机理

细聚丙烯(PP,直径小于100μm)纤维混凝土Ⅰ型断裂强度随纤维含量增加呈现先增后减的变化规律,其机理尚不明晰。而且由于纤维数量过多,现有数值方法无法精细刻画细纤维混凝土力学行为。对此通过考虑细PP纤维亲水性提升基体局部水灰比的强度正效应和纤维桥接力强度贡献低于砂浆的强度负效应,并引入纤维直径等效系数(rf),实现介观尺度细聚丙烯纤维混凝土(PFRC)力学行为模拟。研究表明:纤维直径等效系数(rf)建议小于10;当纤维微量添加时,细PP纤维提升基体局部水灰比,使基体强度上升,此时正效应高于负效应;随着纤维含量增加,由于纤维桥接力贡献无法补偿相应面积基体强度,负效应持续增长,PFRC宏观Ⅰ型断裂强度下降。

高管团队任务型断裂带、动态能力与创业板企业数字化转型

基于高层梯队理论和战略选择理论,实证分析高管团队任务型断裂带对创业板企业数字化转型的影响,并探讨动态能力在上述关系中的中介机制以及CEO开放性的调节效应。结果表明:高管团队任务型断裂带对创业板企业数字化转型具有倒U形影响;动态能力在上述关系中发挥中介作用;CEO开放性显著调节高管团队任务型断裂带与创业板企业动态能力的倒U形关系。研究结论有助于加深理解高管团队任务型断裂带影响创业板企业数字化转型的作用机制,丰富企业数字化转型领域研究成果。

层理方向对含预制裂纹页岩Ⅰ型断裂特性的影响

层状页岩受内部层理方位分布特征的影响,其力学性质常表现出明显的各向异性特征。为了探究层理方向对层状页岩Ⅰ型断裂特性的影响,针对不同层理倾角β、预制裂纹角度为0°的半圆盘试件开展三点弯曲静态压缩试验和数值模拟试验。试验结果表明,试件的Ⅰ型标准化应力强度因子YⅠ会随着层理倾角的变化呈现出明显的差异性,并与层理倾角呈现出良好的三次函数关系,且仅在层理倾角β为0°和90°时,试件表现为纯Ⅰ型断裂模式,即层理倾角的变化会改变试件的断裂模式。同时,试件的Ⅰ型断裂韧度随着层理倾角的增大而逐渐减小,并与层理倾角呈二次函数关系;当层理倾角与预制裂纹角度垂直时,试件的Ⅰ型断裂韧度最大;而当层理倾角和预制裂纹角度平行时,试件的Ⅰ型断裂韧度最小。另外,基于扩展有限元法(XFEM),对半圆盘层状页岩试件的破断机制进行研究,验证了试验和计算结果的准确性。

循环热力作用岩石I型断裂试验方法及其可行性研究

探明岩石在循环应力和循环温度作用后的断裂特性对于保障地下洞室压缩空气储能这一“双碳”工程的稳定性具有重要现实意义。提出了循环热力作用岩石I型断裂试验方法并对该试验方法的可行性进行了研究。为研究经循环应力和循环温度作用后的岩石受力变形特性和I型断裂特性,设计了相应的带裂缝岩石试件,并提出了相应的试验步骤;采用COMSOL Multiphysics软件对设计的试件进行升降温和单轴压缩试验模拟,采用相场断裂方法模拟三点弯梁断裂试验,获得相应热力响应和裂缝路径,论证试验方法的适用性与可行性。数值模拟结果表明,所提出的试验方法可获得与理论解误差极小的温度场、应力场和裂缝扩展路径,可只对一个试件进行试验而获得循环热力作用过程中的岩石受力变形特性以及循环后的I型断裂特性。

2D-SiC_(f)/SiC复合材料层间Ⅰ型断裂试验及表征

二维编织碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(2D-SiC_(f)/SiC)在航空领域中得到广泛使用,然而该材料层间强度低,使其易萌生层间裂纹,引起分层破坏。为此,本工作采用楔形双悬臂梁法(W-DCB)和悬臂梁法(DCB)开展了层间Ⅰ型断裂试验,获得了2D-SiC_(f)/SiC的层间裂纹驱动的加载数据,得到了其裂纹端口张开力及张开位移变形曲线。在试验加载过程,通过光学显微镜监测了视觉裂纹扩展过程,探究了2D-SiC_(f)/SiC的层间I型裂纹扩展规律。结合理论分析和裂纹视觉特征解释了加载曲线拐点及其他特征点的断裂力学含义。利用扫描电子显微镜分析了2D-SiC_(f)/SiC的层间断面特征,揭示了断面分层裂纹扩展机制。结果表明:W-DCB方法测量的2D-SiC_(f)/SiC层间Ⅰ型初始能量释放率与DCB方法等效;2D-SiC_(f)/SiC层间Ⅰ型断裂过程中,裂纹端口变形曲线的多峰性不符合经典线弹性断裂力学预测的加载峰后特征,反映了2D-SiC_(f)/SiC层间约束关系的复杂性;层间断面为结构性非完全损伤,发生了局部纤维桥连现象。

胶接结构Ⅲ型断裂性能研究

设计了能够真实反映Ⅲ型断裂的边缘环裂纹转转试验,讨论了胶黏剂种类和厚度对胶接结构失效模式的影响。结合峰值转矩和应变能释放率进一步揭示胶接结构的断裂特性。通过试验与仿真对比,推导出考虑厚度效应的内聚力模型参数表达式。研究表明,Araldite 2015胶的峰值转矩和应变能释放率随着胶黏剂厚度增加而增加,E⁃120HP胶和WD3705胶的峰值转矩和应变能释放率随着胶厚的增加呈现先增大后减小的规律。为合理评估胶黏剂种类和厚度对Ⅲ型断裂下胶接结构的失效机制的影响提供依据。

基于DIC的压实黏土Ⅰ型断裂性状研究

为了研究压实黏土的断裂性状,通过不同尺寸、裂缝长度、厚度的压实黏土试样结合数值图像相关方法进行了三点弯曲断裂试验,分析了压实黏土断裂性状,包括荷载位移曲线、断裂韧度、断裂过程区长度。试验结果表明,3类试样的位移荷载曲线形态表现一致,随着试样尺寸、厚度的增大峰值荷载增大,随着裂缝长度的增大峰值荷载减小;随着试样尺寸的增大,断裂韧度增大但增幅在逐渐变小,具有明显的尺寸效应;随着试样裂缝长度的增大,断裂韧度先增大后减小,但变化幅度不大。在试样厚度50~60 mm时断裂韧度被认为是个恒定值,试样厚度对于断裂韧度影响很小;大尺寸的试样断裂过程区具有更大的发展空间,预制裂纹尖端储藏的能量更多,这是压实黏土断裂产生尺寸效应的主要原因。试样裂缝长度减小而韧带长度增加,并不能增加断裂过程区长度。试样厚度对于断裂过程区长度影响很小。

新老混凝土黏结Ⅱ型断裂性能试验研究

为研究新老混凝上黏结面Ⅱ型断裂性能,分析植筋情况、界面剂类型和玄武岩纤维掺量3种因素的影响,设计了3因素3水平正交试验,制备了9个预留初始裂缝的Z型新老混凝土组合试件,采用液压伺服试验机对试件进行了剪切加载,得到了9个剪切断裂荷载-位移曲线,并分析了破坏过程和界面断裂形态。在此基础上,通过相关公式求得对应的Ⅱ型断裂韧度,对这2个断裂参数进行了极差分析和方差分析,得出了3种因素对各自参数影响程度的主次顺序及最优方案。结果表明,9个荷载-位移曲线前期比较平缓,后期呈直线上升,直至试件发生断裂破坏,并伴随清脆的破坏声;新老混凝土试件沿着浇筑界面断裂,新混凝土断面有突出骨料,老混凝土断面呈凹进形态,骨料很少被剪断,植筋试件断面的钢筋呈弯曲状态;随着植筋数量和玄武岩纤维掺量的增加,Ⅱ型断裂韧度增大;界面剂中掺入U型膨胀剂使Ⅱ型断裂韧度增大;Ⅱ型断裂韧度的影响因素主次顺序均为植筋情况、界面剂类型、玄武岩纤维掺量,综合考虑可得到最优方案,研究成果可为混凝土结构加固工程提供参考。

基于三维RVE模型的颗粒增强粘接接头断裂失效分析

开展了颗粒增强粘接接头的双悬臂梁试验,标定了其颗粒增强粘接层的Ⅰ型断裂能。建立了颗粒增强粘接接头的三维代表性体积单元有限元模型,研究了粘接层厚度、颗粒粒径和颗粒体积分数3种粘接层结构参数对接头强度的影响规律,探讨了颗粒增强粘接接头的断裂失效机理。结果表明,在粘接剂中加入一定量的颗粒增强了粘接接头的力学性能,其峰值载荷随粘接层结构参数的增加呈现出先增大后减小的趋势,且在粘接层厚度为0.5 mm、颗粒粒径Φ60μm、颗粒体积分数4%时达到最大值;颗粒的存在改变了裂纹的扩展路径,提高了接头的失效断裂能,进而提高了接头的力学性能。

基于离散元模型的岩石Ⅱ型断裂研究

为了解决岩石Ⅱ型断裂韧度的准确测量问题,提高对工程裂隙岩体稳定评价的可靠性,采用颗粒离散单元法,从微观裂纹、声发射及块体特征角度出发,结合断裂韧度计算,对短芯压缩(SCC)试样进行了数值研究。结果表明:随着切槽间距比(C/H)的增加,试样破坏模式会由纯剪向拉剪混合过渡;声发射模式前震-主震-后震型(C/H≥0.3)的转变与块体破坏特征也验证了这一结果;当C/H=0.2时,计算所得的断裂韧度与室内试验测得的值相符,验证了所采用方法对于Ⅱ型断裂韧度测试的准确性。借助离散单元法阐明了短芯压缩试样的破裂特征,从裂纹扩展的角度明确了切槽间距变化对破坏形态及破坏模式影响的规律,可为实验室精确测量岩石Ⅱ型断裂韧度提供参考。

胶接结构的Ⅰ型界面断裂韧性研究进展

胶接结构相对机械连接有诸多优势,对于航空航天领域中广泛使用的纤维增强复合材料层合板的连接更为适用。胶接技术具有重量轻,连接件数目少,不引入新的孔损伤,抗疲劳性能好且能获得气动光滑面等突出优点,是复合材料连接结构设计中的优选方案。其中,胶接界面性能是研究的焦点问题之一。本文从胶接结构Ⅰ型界面断裂韧性测试的加载速率入手,将所有方法分为三大类,动态冲击加载、疲劳裂纹扩展和准静态裂纹扩展。其中,准静态裂纹扩展是使用最为频繁的,也是最能体现裂纹扩展过程的一种方法。本文从试验研究、理论分析和数值模拟三个方面对国内外在胶接结构界面断裂韧性准静态加载方面所取得的研究成果进行了系统综述,重点介绍了裂纹尖端识别方法,理论分析计算方法以及以粘聚区模型(CZM)为代表的数值模拟方法的研究现状,并对胶接结构Ⅰ型界面断裂韧性的影响因素进行综合总结,最后对胶黏剂材料、厚度以及表面处理方式对胶接结构性能的影响机制做了综述分析。