双轴应力状态下围岩的力学特性研究综述

双轴应力状态是地下洞室群洞周围岩的一种典型受力形态。针对开挖卸载下围岩的破坏机理及流变特性,结合现有岩样试验以及相关的理论模型,从岩样的加载破坏、岩石的蠕变效应以及围岩的卸载机制等方面进行了总结与归纳,并对深部地下洞室开挖过程中围岩发生的岩爆和劈裂破坏现象进行了综述。分析评价了双轴应力状态下围岩的力学特性研究成果以及最新进展,同时指出目前研究中存在的问题和进一步研究的方向。

卸压孔劈裂局部解危效应试验研究

针对岩爆局部解危,提出在施工卸压孔基础上将卸压孔劈裂的局部解危方法,结合应变和声发射监测技术开展具有岩爆倾向性的卸压孔劈裂试样双轴压缩试验。结果表明,与单纯施工卸压孔相比,含0°、45°劈裂缝的围岩局部解危演化进程由卸压孔两帮控制转为由劈裂缝端部控制,扩大了局部解危区域,卸压孔和劈裂缝共同起局部解危作用;含90°劈裂缝的围岩局部解危进程仍由卸压孔两帮控制,含0°、45°劈裂缝的峰前应力与垂直应变关系曲线非线性特征增强,峰前能量耗散加大,更大程度地降低了围岩完整性,起到明显卸压效果;相比较而言,0°劈裂缝的局部解危效果最好,其峰前能量释放占比达到85.70%,45°次之,90°较差。研究结果对岩爆防控具有很好的指导和借鉴意义。

双向拉伸聚丙烯薄膜原料的生产优化及产品性能

在中国石油兰州石化公司30万t/a聚丙烯装置上,生产了双向拉伸聚丙烯薄膜原料T38 F,当熔体流动指数控制在(0.30±0.01)g/min,等规度控制在95.5%～97.0%,第一环管反应器的粉料熔体流动指数控制在0.09～0.10 g/min,其分配率为53%左右时,所生产产品与国内同类产品相比,前者综合性能较好,相对分子质量分布较宽,有利于后续加工。

Biaxial tensile behavior of CoCrFeNi high-entropy alloy under dynamic and proportional loadings

The dynamic failure behavior of CoCrFeNi High-Entropy Alloy(HEA)under plane biaxial stress was investigated in detail.The dynamic biaxial tensile tests were conducted using an Electromagnetic Biaxial Split Hopkinson Tensile Bar(EBSHTB)system.For comparison,the quasi-static uniaxial and biaxial tensile tests,as well as dynamic uniaxial tensile tests,were per-formed respectively.A cruciform specimen suitable for large plastic deformation was designed and employed in the experiments.The Finite Element Method(FEM)verified that the improved cruciform specimen could satisfy the basic requirements.The feasibility of the proposed specimen was further confirmed through loading tests.Finally,the quasi-static and dynamic yield loci of the HEA in the first quadrant of the principal stress space were plotted.The results indicate that the alloy exhibits obvious strain hardening effect and strain rate strengthening effect,the yield locus and plastic work contours can be accurately described by Hill'48 criterion.

预裂爆破坚硬顶板巷旁充填稳定性分析

为了解决大阳泉矿3201工作面坚硬顶板不易垮落的问题,根据该工作面工况条件,确定了采用双向聚能拉伸爆破对坚硬顶板进行拉裂,并结合理论计算,确定了爆破参数。工业试验表明:双向聚能拉伸爆破岩体可以在设定方向形成贯通裂缝;充填体滞后工作面为8 m时顶板受来压影响,24 m时充填体承载压力显著提升,56 m时承载压力达到最大值45 kN,70 m之后,承载压力达到定压;巷旁支护体控制顶板的最终下沉距离在180 mm左右。该试验结果证实了充填体的稳定性、完整性,为沿空巷道的成功留设奠定了基础。

冲击扰动下断面形状对深部隧洞岩爆的影响研究

深部隧洞岩爆的发生与冲击扰动密切相关,隧洞断面形状会进一步影响岩爆过程及特征。基于国际上首台双轴霍普金森压杆设备,开发冲击动载下二维高应力隧洞洞壁破坏试验功能,对圆形孔、马蹄形孔和矩形孔试样进行了相同静应力和冲击荷载组合加载下岩爆试验,探索断面形状对隧洞岩爆破坏的影响。通过高速相机和DIC技术揭示试样的岩爆过程和应变场演化特征。试验结果表明,不同断面形状试样洞壁岩爆过程可归纳为4个阶段:平静期阶段→裂纹萌生、扩展、贯穿阶段→板裂阶段→岩片弹射阶段。不同断面形状试样洞壁岩爆特征具有显著差异:圆形孔试样应变集中区位于孔洞中心线处,裂纹从弧形过渡到“V”形,岩爆破坏程度最轻,围岩破坏模式为张拉破坏;马蹄形孔试样应变集中区位于拱脚和拱肩之间的直墙区域,裂纹从弧形过渡到“V”形,以张拉和张拉-剪切破坏模式为主;矩形孔试样岩爆破坏程度最严重,应变集中区贯穿整个洞壁,裂纹从直线形过渡到“V”形,以张拉和张拉-剪切破坏模式为主。矩形孔试样整体变形速率较快,应变数值最大为0.0034,其次为马蹄形试样,最大应变数值为0.0029,圆形孔试样变形程度相对较低,最大应变数值为0.0022。对比表明,圆形孔断面能够优化应力或应变分布,提高隧洞整体结构稳定性,破坏程度相对较低;马蹄形孔和矩形孔断面可能因其不规则的形状而产生应力集中,相对更容易发生破坏,破坏程度相对较高。

基于远心镜头与双向视场分离技术的光学引伸计

当前基于视场分离技术的光学引伸计只能提高单个方向的应变测量精度,而在与之垂直方向上的测量精度不够高,即无法同时实现双向高精度应变测量,限制了其应用范围。因此,提出了一种双向视场分离技术,该技术由4个相同斜方棱镜旋转而成,并与远心镜头结合,设计了一种双向高精度光学引伸计。开展了不锈钢试样的循环加载实验来验证上述光学引伸计相较于普通光学引伸计的优越性。此外,还进行了不锈钢试件的4次单轴拉伸实验,该双向光学引伸计与电测法所测得的弹性模量和泊松比的最大误差分别为0.62%和2.86%,4次平均误差分别为0.41%和1.38%,表明该光学引伸计具有很高的应变测量精度。