薄基岩梯度复合板模型与单一关键层解算

依据典型薄基岩浅埋煤层覆岩结构及其力学特征,建立薄基岩浅埋煤层覆岩力学模型,弹性基础上的梯度复合板模型,梯度复合板由组成薄基岩的所有分层组成,各层力学参数取对应分层参数,其力学性质沿厚度方向变化,满足τjmax<crj的相邻界面的相邻几个岩层分层,共同组成薄基岩的关键层。利用傅里叶变换确定单一关键层位置及组成岩层分层,为浅埋煤层开采顶板活动预测及其控制、浅埋煤层开采方法及其工艺参数的提供理论依据,具有重要的理论及其实际意义。

功能梯度石墨烯增强复合板的自由振动分析

通过Halpin-Tsai模型来预测功能梯度石墨烯纳米增强复合材料(functionally graded multilayer graphene nanoplatelets reinforced composite,FG-GPLRC)板的有效弹性模量,并根据混合律确定板的质量密度和泊松比。进一步基于一阶剪切变形板理论和四边形四节点等参元建立用有限元方法求解计算的模型来分析该复合结构的自由振动特性,通过与文献结果对比验证了方法的有效性和可靠性。研究表明,在聚合物板中掺入少量(质量占比g=1%)石墨烯纳米片(graphene nanoplatelets,GPLs)就可使板的自振频率提高1倍。选用表面积更大、厚度更薄的GPLs可更有效地增强聚合物板,且应尽量选用正方形的GPLs。而在板的顶层和底层掺入更多GPLs可提高增强效率,但该模式下参数变异性对动力特性的影响也较大。GPLs的弹性模量、质量密度对自振频率的影响大于基体材料的相应参数。固支边界时板的频率较高而一边固支三边自由时频率较低,而不同边界条件下各材料参数对自振频率的影响规律接近。

浅析浅埋煤层工作面初次来压机理

分析提出了浅埋煤层开采的三个界定指标,通过分析浅埋煤层的上覆基岩层的结构特征及力学模型,阐明了工作面初次来压经历的从关键层破断垮落来压,关键层上方基岩层分层的垮落形成第一次冲击载荷,松散载荷层滞后垮落形成第二次冲击载荷的三个阶段。