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岩石中三维单裂隙扩展过程的试验研究和数值模拟
被引量:
34
1
作者
付金伟
朱维申
+2 位作者
曹冠华
薛伟强
周奎
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第3期411-417,共7页
采用一种新型的透明性和脆性度良好的非饱和树脂材料,制作了一组含有不同倾角椭圆形三维内置单裂隙的试样。研究了单轴压缩条件下单裂隙的扩展与贯通过程,分析探讨其产生的条件和机理。试验结果表明:三维单裂隙试件破坏过程大致经历4个...
采用一种新型的透明性和脆性度良好的非饱和树脂材料,制作了一组含有不同倾角椭圆形三维内置单裂隙的试样。研究了单轴压缩条件下单裂隙的扩展与贯通过程,分析探讨其产生的条件和机理。试验结果表明:三维单裂隙试件破坏过程大致经历4个阶段。三维单裂隙的断裂比二维断裂复杂得多,产生多种不同形态的裂纹,如鱼鳍状裂纹、花瓣形裂纹等。在FLAC^(3D)软件框架内还建立了一种新的弹脆性破坏本构关系和分析法,并采用超细单元划分法建模,用以模拟三维裂隙扩展。数值模拟结果与本文和前人的三维裂隙试验对照,相符程度均良好,表明了新的数值模拟方法的有效性。当推广到双轴压缩试验模拟时,也与前人相关试验结果有很好的一致性。
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关键词
三维单
裂隙
裂隙扩展试验
弹脆性本构
数值模拟
下载PDF
职称材料
岩石倾斜裂隙与水平裂隙扩展贯通试验及数值模拟研究
被引量:
10
2
作者
魏超
朱维申
+3 位作者
李勇
王书刚
董振兴
蔡卫兵
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第11期4533-4542,4553,共11页
采用最新配置的水泥砂浆材料,通过在试件中布置倾斜裂隙和水平裂隙,开展了单轴和双轴条件下的压缩试验,详细分析了不同加载条件下试件裂隙的扩展和贯通规律。试验结果表明:无裂隙内水压时,在单轴压缩条件下倾斜裂隙在扩展贯通水平裂隙...
采用最新配置的水泥砂浆材料,通过在试件中布置倾斜裂隙和水平裂隙,开展了单轴和双轴条件下的压缩试验,详细分析了不同加载条件下试件裂隙的扩展和贯通规律。试验结果表明:无裂隙内水压时,在单轴压缩条件下倾斜裂隙在扩展贯通水平裂隙后裂纹的扩展路径和方向发生明显改变,试样最终发生劈裂破坏。侧压的增大抑制了倾斜裂隙端部翼裂纹和次生裂纹的萌生,高侧压下翼裂纹没有贯穿水平裂隙,试样破坏模式变成了剪切破坏。水力耦合作用下,单轴压缩时倾斜裂隙翼裂纹尖端的最大主应力分布范围随着内水压的增大逐渐变小,翼裂纹的起裂应力、起裂角和峰值强度逐渐降低,试样发生劈裂破坏。通过数值模拟得到的裂纹扩展贯通规律与试验结果具有良好的一致性,开展了不同内水压时倾斜裂隙扩展贯通无水压的水平裂隙的数值分析,随着内水压的增加倾斜裂隙首先萌生共面裂纹随后产生翼裂纹,翼裂纹扩展贯通水平裂隙时扩展路径同样会发生改变。水力耦合作用下侧压也会抑制翼裂纹的萌生,随着内水压的增大减弱了侧压对倾斜裂隙翼裂纹的抑制作用。
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关键词
倾斜
裂隙
和水平
裂隙
裂隙扩展试验
内水压
数值模拟
下载PDF
职称材料
采动覆岩涌水溃砂灾害模拟试验系统研制与应用
被引量:
18
3
作者
郭惟嘉
王海龙
+1 位作者
陈绍杰
李金平
《岩石力学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第7期1415-1422,共8页
为研究煤层开采过程中覆岩涌水溃砂灾害的演化特征,研制采动覆岩涌水溃砂灾害模拟试验系统。该系统由主体承载支架、试验舱、承压水仓、模拟采煤装置、储能罐、水压水量双控伺服系统和位移应力双控伺服系统组成,具有模拟空间大、可视度...
为研究煤层开采过程中覆岩涌水溃砂灾害的演化特征,研制采动覆岩涌水溃砂灾害模拟试验系统。该系统由主体承载支架、试验舱、承压水仓、模拟采煤装置、储能罐、水压水量双控伺服系统和位移应力双控伺服系统组成,具有模拟空间大、可视度优、密封性好、加载方式多样、数据精度高等特点。以西部地区煤炭赋存地层为工程背景,利用研制的低强度非亲水相似材料对煤系地层进行模拟铺设,并对其进行模拟开采,较好地再现了覆岩涌水溃砂灾害孕育、发展及发生的全过程,获得工作面开采过程中覆岩变形破坏、裂隙发育扩展、水砂通道形成及水砂突涌参数和特征。试验结果表明该试验系统稳定可靠,研究方法及结果对进一步认识采煤工作面涌水溃砂灾害的形成机制具有指导和借鉴意义。
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关键词
采矿工程
采动覆岩
涌水溃砂
变形破坏、
裂隙
发育
扩展
、模拟
试验
原文传递
题名
岩石中三维单裂隙扩展过程的试验研究和数值模拟
被引量:
34
1
作者
付金伟
朱维申
曹冠华
薛伟强
周奎
机构
山东大学岩土与结构工程研究中心
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第3期411-417,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(41072234)
高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20090131110040)
岩土力学与工程国家重点实验室资助项目(Z011001)
文摘
采用一种新型的透明性和脆性度良好的非饱和树脂材料,制作了一组含有不同倾角椭圆形三维内置单裂隙的试样。研究了单轴压缩条件下单裂隙的扩展与贯通过程,分析探讨其产生的条件和机理。试验结果表明:三维单裂隙试件破坏过程大致经历4个阶段。三维单裂隙的断裂比二维断裂复杂得多,产生多种不同形态的裂纹,如鱼鳍状裂纹、花瓣形裂纹等。在FLAC^(3D)软件框架内还建立了一种新的弹脆性破坏本构关系和分析法,并采用超细单元划分法建模,用以模拟三维裂隙扩展。数值模拟结果与本文和前人的三维裂隙试验对照,相符程度均良好,表明了新的数值模拟方法的有效性。当推广到双轴压缩试验模拟时,也与前人相关试验结果有很好的一致性。
关键词
三维单
裂隙
裂隙扩展试验
弹脆性本构
数值模拟
Keywords
a single 3D flaw
crack test
elastic-brittle constitutive relation
numerical simulation
分类号
TU452 [建筑科学—岩土工程]
下载PDF
职称材料
题名
岩石倾斜裂隙与水平裂隙扩展贯通试验及数值模拟研究
被引量:
10
2
作者
魏超
朱维申
李勇
王书刚
董振兴
蔡卫兵
机构
山东大学岩土与结构工程研究中心
山东大学齐鲁交通学院
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第11期4533-4542,4553,共11页
基金
国家自然科学基金项(No.41672281,No.51579140,No.51879149)
山东大学交叉学科基金(No.2017JC001)
山东大学齐鲁交通学院自由探索项目(No.2019B47_1)~~
文摘
采用最新配置的水泥砂浆材料,通过在试件中布置倾斜裂隙和水平裂隙,开展了单轴和双轴条件下的压缩试验,详细分析了不同加载条件下试件裂隙的扩展和贯通规律。试验结果表明:无裂隙内水压时,在单轴压缩条件下倾斜裂隙在扩展贯通水平裂隙后裂纹的扩展路径和方向发生明显改变,试样最终发生劈裂破坏。侧压的增大抑制了倾斜裂隙端部翼裂纹和次生裂纹的萌生,高侧压下翼裂纹没有贯穿水平裂隙,试样破坏模式变成了剪切破坏。水力耦合作用下,单轴压缩时倾斜裂隙翼裂纹尖端的最大主应力分布范围随着内水压的增大逐渐变小,翼裂纹的起裂应力、起裂角和峰值强度逐渐降低,试样发生劈裂破坏。通过数值模拟得到的裂纹扩展贯通规律与试验结果具有良好的一致性,开展了不同内水压时倾斜裂隙扩展贯通无水压的水平裂隙的数值分析,随着内水压的增加倾斜裂隙首先萌生共面裂纹随后产生翼裂纹,翼裂纹扩展贯通水平裂隙时扩展路径同样会发生改变。水力耦合作用下侧压也会抑制翼裂纹的萌生,随着内水压的增大减弱了侧压对倾斜裂隙翼裂纹的抑制作用。
关键词
倾斜
裂隙
和水平
裂隙
裂隙扩展试验
内水压
数值模拟
Keywords
inclined flaws and horizontal fissures
fissure propagation test
internal hydraulic pressure
numerical simulation
分类号
TU452 [建筑科学—岩土工程]
下载PDF
职称材料
题名
采动覆岩涌水溃砂灾害模拟试验系统研制与应用
被引量:
18
3
作者
郭惟嘉
王海龙
陈绍杰
李金平
机构
山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地
山东省岩石力学与工程学会
出处
《岩石力学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第7期1415-1422,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(U1361105
51274132)
高等学校博士学科点专项科研基金(20133718110001)~~
文摘
为研究煤层开采过程中覆岩涌水溃砂灾害的演化特征,研制采动覆岩涌水溃砂灾害模拟试验系统。该系统由主体承载支架、试验舱、承压水仓、模拟采煤装置、储能罐、水压水量双控伺服系统和位移应力双控伺服系统组成,具有模拟空间大、可视度优、密封性好、加载方式多样、数据精度高等特点。以西部地区煤炭赋存地层为工程背景,利用研制的低强度非亲水相似材料对煤系地层进行模拟铺设,并对其进行模拟开采,较好地再现了覆岩涌水溃砂灾害孕育、发展及发生的全过程,获得工作面开采过程中覆岩变形破坏、裂隙发育扩展、水砂通道形成及水砂突涌参数和特征。试验结果表明该试验系统稳定可靠,研究方法及结果对进一步认识采煤工作面涌水溃砂灾害的形成机制具有指导和借鉴意义。
关键词
采矿工程
采动覆岩
涌水溃砂
变形破坏、
裂隙
发育
扩展
、模拟
试验
Keywords
mining engineering
mining overburden
water and sand inrush
deformation and failure
fissure extension of overburden
simulation test
分类号
TD32 [矿业工程—矿井建设]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
岩石中三维单裂隙扩展过程的试验研究和数值模拟
付金伟
朱维申
曹冠华
薛伟强
周奎
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013
34
下载PDF
职称材料
2
岩石倾斜裂隙与水平裂隙扩展贯通试验及数值模拟研究
魏超
朱维申
李勇
王书刚
董振兴
蔡卫兵
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
10
下载PDF
职称材料
3
采动覆岩涌水溃砂灾害模拟试验系统研制与应用
郭惟嘉
王海龙
陈绍杰
李金平
《岩石力学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
18
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