国家自然科学基金(51274204)
- 作品数：41 被引量：298H指数：10
- 相关作者：郭东明刘康杨仁树杨俊薛华俊更多>>
- 相关机构：中国矿业大学（北京）北京工业职业技术学院北京科技大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金教育部“新世纪优秀人才支持计划”中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：矿业工程建筑科学理学电子电信更多>>
- 新型数字激光动光弹性实验技术在爆炸力学中的应用被引量：8
- 2013年
- 用泵浦激光器和高速数码相机(Fastcam-SA5)分别取代传统的多火花式点光源和多幅式胶片相机,将高速数码相机和激光光源组成的高速摄影系统与动光弹性实验方法相结合,建立了新型数字激光动光弹性实验系统。应用该系统进行了爆炸载荷下的动光弹性实验研究,实验显示,与传统动光弹性实验系统相比,新型数字激光动光弹性实验系统具有记录时间长、采集频率高、实验结果可靠、操作方便、便于实现自动化分析处理等特点。研究结果表明,这一新型数字激光动光弹性实验技术是研究爆炸力学的有效工具。
- 杨立云许鹏郭东明杨仁树
- 关键词：激光光源
- 梧桐庄矿可缩性墩柱补强技术研究及应用被引量：1
- 2019年
- 以梧桐庄矿墩柱式沿空留巷为背景,针对可缩性墩柱支护强度不足等问题,通过室内试验、理论分析确定墩柱的加劲补强措施,利用ANSYS软件对可缩性墩柱在加劲前后的力学性能进行数值模拟分析并结合现场应用,验证了加劲补强技术的可行性和效果。结果表明:墩柱破坏形式表现为中部搭接处弯曲变形较大,易导致局部失稳,底部发生鼓曲破坏;采用墩柱中部焊接加劲肋的补强措施可使弯曲变形减小75%,只有轻微弯曲变形;柱底焊接加劲环后,柱脚鼓曲现象明显减少,几乎不发生鼓曲变形。现场应用验证了补强后的墩柱能够起到良好支护作用,满足矿井生产要求。
- 郭东明韩笑候天宇陈今刘宝印陈亮亮王官清刘学磊
- 关键词：沿空留巷加劲肋
- 喷层混凝土-围岩组合体的循环冲击压缩试验研究被引量：5
- 2019年
- 针对巷(隧)道爆破开挖施工中,喷层混凝土和围岩黏结面近区双层介质动态力学问题,利用Φ75 mm SHPB试验装置,对龄期为3 d,7 d,10 d的混凝土-岩石组合体试件进行不同冲击气压的循环冲击试验。结果表明,早龄期混凝土对组合体试件的动力特性影响较大,在0.52 MPa冲击气压下,循环冲击2次后,组合体试件力学特性由塑性转变为脆性,峰值应变减小,弹性模量增大,随着循环冲击次数的增加,组合体试件力学性能被劣化,峰值应变增大,弹性模量降低;循环冲击后,混凝土与岩石端面均出现张拉损伤裂纹,混凝土损伤较岩石严重。对比0.54 MPa和0.56 MPa试验结果,发现试件耗散能与损伤值呈负相关关系,低入射能条件下组合体试件损伤更小,这对现场施工具有重要的指导意义。
- 郭东明闫鹏洋张英实张伟丁莹莹赵黎明
- 关键词：动力特性
- 爆炸载荷下邻近硐室迎爆侧原先裂纹扩展机理研究被引量：7
- 2017年
- 为探究爆炸载荷下邻近硐室迎爆侧围岩中原先裂纹的扩展机理,采用动态焦散线方法进行了试验研究。研究发现:爆炸载荷作用下,裂纹动态断裂韧度与硐室自由面和裂纹倾角无关,但硐室自由面的存在使预制裂纹的起始扩展时间提前;迎爆侧围岩中预制裂纹的扩展方向与硐室自由面、炮孔处诱发主裂纹扩展方向以及硐室围岩应力分布特征有很大关联。预制裂纹扩展初期,由于自由面反射拉伸波的作用,裂纹近似竖向扩展;裂纹扩展中期,炮孔诱发主裂纹对应力波能释放的导向性改变了预制裂纹周边应力场,使裂纹扩展方向与主裂纹扩展方向基本平行;裂纹扩展后期,受邻近硐室自由面应力分布特征影响,裂纹扩展方向偏向于拱形部位,并最终与拱形部位贯穿。结合LS-DYNA软件,分析了爆炸载荷下邻近硐室围岩应力分布特征,从迎爆侧底角到起拱点再到拱顶,有效应力表现为先减小后增大再减小的规律。其中,极大值点位于底角、起拱点和拱顶之间位置,极小值点位于直墙位置,最终导致预制裂纹往往止裂于拱顶与起拱点之间的某一位置。
- 郭东明刘康罗浪杨俊王豪肖正星
- 关键词：爆炸载荷预制裂纹
- 爆炸载荷下不同形状巷道围岩破坏规律模型试验研究被引量：1
- 2017年
- 采用动态焦散线试验方法,探究爆炸荷载作用下不同形状巷道周边围岩的破坏规律。试验结果表明,爆破荷载对临近巷道的影响与其形状有显著关系。在爆炸应力波作用下,巷道迎爆侧破坏明显。巷道左侧形成一条起始于炮孔中心而终止于巷道左壁的贯穿裂纹,大致沿水平方向;直墙拱形巷道左下角和矩形巷道左上、左下角形成起始于炮孔且有向这些部位扩展趋势的新裂纹。绕射应力波作用下,仅有矩形巷道背爆侧右下角出现一条扩展裂纹。以上现象说明弧形断面对应力波的卸载作用明显大于平面的。系列焦散斑图像记录了裂纹扩展过程,焦散斑大小代表裂纹尖端能量大小,裂纹扩展的过程就是能量积聚和释放的过程。
- 王豪郭东明李孝林周宝威叶善德杨俊
- 关键词：爆炸载荷巷道围岩
- 箱型相似模型试验台的研制及其应用被引量：2
- 2018年
- 为运用相似模拟试验的方法来研究矿山压力的现象,针对以往相似模拟试验系统在模型尺寸方向上的不足,文章研制了一种新型试验系统,该系统由箱型试验台和加载系统组成。试验台主体采用三个箱型梁结构单元,通过加强板和螺栓固定连接而成,可有效调控试验模型尺寸,实现厚度方向尺寸的多变性,具有整体稳定性能好、适应性强、受载均匀等特点,能够较好的应用于平面巷道模型试验。同时通过巷道稳定性模拟试验验证了该试验台的有效性和实用性。
- 郭东明田前进刘东马跃凡龙飞董宁叶善德
- 关键词：模型试验巷道稳定性软弱夹层
- 湖西矿井深部复杂高应力巷道支护及工程实践
- 2012年
- 根据湖西矿井深部复杂高应力巷道的具体地质情况,对巷道支护方案进行了优化设计,并通过数值模拟和现场矿压观测数据分析,表明优化的支护方案有效的控制了巷道围岩变形,取得了良好的效益。
- 郑铁骑薛华俊曾奕杰刘康孔杰
- 关键词：矿井巷道支护围岩变形
- 巷道支护钢管混凝土支架力学性能测试与分析被引量：23
- 2013年
- 钢管混凝土支架作为一种新型支架形式,逐渐应用于地下工程支护中。通过理论分析、实验室试验和数值模拟分析支架在巷道支护中的力学性能。通过钢管混凝土轴压短柱极限承载力公式计算出短柱的极限承载能力为1 115.5 kN,大于空钢管和素混凝土短柱的极限承载力之和;在支架加载试验中,加载约束条件使支架受到长杆失稳的影响,同时支架各部分强度有差异,导致试验支架的极限荷载为短柱的1.35倍;在圆形支架支护巷道的数值模拟中,巷道围岩对支架四周加压,支架屈服荷载和极限荷载均超过短柱荷载值的2倍,同时支架发生塑性大变形,变形率接近9%。在巷道支护中钢管混凝土支架具有很高的承载能力,而且本身具备大变形让压的力学特性,适合在软岩巷道或者深井巷道支护中使用。
- 李学彬高延法杨仁树曲广龙何晓升薛华俊
- 关键词：钢管混凝土支架轴压试验数值模拟
- 梧桐庄矿墩柱式沿空留巷巷旁支护技术研究被引量：16
- 2018年
- 为减少回采工作面所留设的煤柱损失和缓解掘进和回采作业接替的紧张关系,基于理论分析、现场实测资料,提出一种自适应荷载巷旁支护体(墩柱)进行沿空留巷技术方法。通过建立沿空留巷围岩力学模型,推导出沿空留巷巷旁支护阻力的理论计算公式,并经现场矿压监测,分析研究了沿空留巷试验巷道在回采期间的围岩变形特征、墩柱受力及变形特征。结果表明:在墩柱式沿空留巷中,巷道顶底板、两帮变形量最大值分别为400、310 mm,变形后断面积能满足通风和巷内瓦斯抽采的空间需求;墩柱最大压力为25.4 MPa,墩柱最大下缩量为256 mm,既在墩柱的承载能力范围内,又满足前期切顶与后期支护的要求,可缩性墩柱支护体能在沿空留巷中取较好的留巷效果。
- 郭东明凡龙飞高杰赵鹏飞刘存玉王汉军
- 关键词：沿空留巷围岩活动规律矿压监测
- 爆炸荷载对不同距离邻近隧洞背爆侧裂纹影响的模拟试验被引量：1
- 2016年
- 利用爆炸加载动态焦散线测试系统,模拟了不同起爆距离L时,爆炸荷载作用于邻近隧洞的全过程;通过分析迎爆侧破坏现象和背爆侧预制裂纹扩展的位移、速度以及裂纹尖端动态应力强度因子曲线的变化规律,研究了不同间距并行隧洞爆破开挖对既有隧洞的影响。试验结果表明:随着L增大,隧洞背爆侧裂纹的最终扩展位移呈先增大后减小的变化规律;裂纹扩展速度曲线的振荡幅值以及频率呈降低趋势,Ⅰ型应力强度因子的变化曲线逐渐趋于平缓,且最大峰值均出现延迟现象,最大峰值所对应的时间点由t=50μs^100μs向t>100μs转移;起爆距离L从50mm增大到60mm时,裂纹扩展的位移、速度曲线以及应力强度因子曲线出现显著变化;而小于50mm或大于60mm时,它们分别呈相似性变化。研究结果可为现场试验确定邻近隧洞爆破开挖的距离L提供参考。
- 郭东明袁保森刘康杨仁树闫鹏洋
- 关键词：爆炸荷载动态应力强度因子
