国家自然科学基金(10872218)
- 作品数：13 被引量：369H指数：10
- 相关作者：李夕兵宫凤强董陇军殷志强彭康更多>>
- 相关机构：中南大学中国科学院武汉岩土力学研究所湖南科技大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学矿业工程天文地球一般工业技术更多>>
- 一种立方体监测网络的声发射源和微震源解析定位方法(英文)被引量：14
- 2012年
- 通过选取合理的坐标原点及传感器位置简化声发射源定位方程, 得到声发射源或微震源三维定位方法的解析解。算例研究表明,对于传感器阵列内、外的声发射源事件, 解析方法定位结果完全与实际坐标一致;对于传感器阵列内的声发射源事件,传统方法略有误差,一般为 0.010.03m, 而对于传感器阵列外的微震源, 传统时差定位方法的定位误差很大,最大的达到 1080986 m;采用横截面为 100mm×98mm、长度为350mm 的花岗岩试样, 进行 5 次断铅定位实验,分别用传统方法和解析方法进行定位,结果发现在监测网络外的4个声发射事件, 解析定位的误差亦小于传统方法的定位误差。可见解析定位精度较传统方法有明显提高,最高可提高 17.61mm;利用解析解定位, 无需确定拟合初值和拟合迭代算法, 仅通过简单的四则运算即可定位,用常规的计算器或Microsoft Excel 即可求解。
- 董陇军李夕兵
- 关键词：声发射解析解
- 金属矿滨海基岩的安全开采技术(英文)被引量：14
- 2012年
- 三山岛金矿新立矿区是我国第一个滨海开采的金属矿山,要使生产能力在安全开采的前提下达到6kt/d,高强度开采势必扰动原岩地应力场,破坏矿岩的稳定性。通过矿岩、充填尾砂取样、试验及原岩地应力场的测定,建立任意点的应力—应变强度折减过程与莫尔-库仑准则条件下的安全系数法计算模型,计算出矿山在动态回采过程中矿岩的安全系数及其相对应的极限位移沉降量。通过为期3年的现场滨海开采实践及多点位移计岩移监测,结果表明:低沉降框架式上向分层充填法、采场结构参数、盘区回采顺序及安全系数法矿岩稳定性分析、现场实时监测为滨海基岩开采提供了技术支撑。
- 彭康李夕兵万串串彭述权赵国彦
- 关键词：安全系数法
- 三轴SHPB岩石材料动力学特性试验研究的现状和发展趋势被引量：10
- 2009年
- 岩石材料的三维动力特性试验研究是岩石冲击动力学中很重要的一个领域,也是目前研究的一个热点。本文论述了三轴SHPB岩石力学试验机的研制情况,对各类试验机的特点进行了比较。综合分析了三轴SHPB试验相关研究文献,总结了一些共有规律:①在围压一定的情况下,岩石的动态抗压强度会随着应变率的增加而增加,呈现出线性函数或者指数函数增加形式,并且脆性减弱,塑性显著增加;②在应变率一定的情况下,岩石抗压强度会随着围压的增大而增大,线性关系比较显著;③岩石动静组合加载时,在轴压一定时,岩石的动静组合抗压强度会随着围压的增大而增大,呈现出近似线性增加趋势;在围压固定时,抗压强度随着轴向静压的增大呈现出先增大后减小的趋势。由于SHPB试验装置和岩石材料本身的特点,目前在一些基本问题上,如加载应力波形、试样尺寸要求等方面,还没有统一的试验规范要求,很多试验结果只能进行定性比较,无法在统一尺度上进行定量分析。最后,针对该领域的发展趋势进行了论述,指出尽快建立一套国际性的建议试验方法是将来的一个关键问题。
- 宫凤强李夕兵Jian ZHAO叶洲元
- 关键词：岩石材料动力特性
- 岩石冲击实验碎屑分类及其分形特征被引量：14
- 2010年
- 利用分离式霍普金森压杆实验系统,进行一系列的不同长径比砂岩冲击实验。对试验碎屑采用不同方法提取其信息,包括对粒径小于0.075mm的颗粒采用激光粒度分析仪。对受载后岩样破碎块度进行筛分统计,得到了该加载条件下岩石破碎的粒度分布。在此基础上,进一步计算相应破碎块度的分形维数,分别探讨了不同的长径比对分维数的影响。结果表明,砂岩破碎分维值在1.54到2.49之间,分维愈大,其粒度愈细。相同长径比岩石试件,岩石破碎分维值与试样的应变率线性相关,随应变率增大而增大。
- 杜晶李夕兵宫凤强殷志强
- 关键词：岩石破碎长径比破碎块度分维数
- 一维动静组合加载下岩石冲击破坏试验研究被引量：132
- 2010年
- 利用研制的岩石动静组合加载SHPB试验装置,系统研究岩石在一维动静组合加载下的冲击破坏特性。首先按照一维应力波传播理论,对动静组合加载的试验原理进行理论论证。试验过程中预先在轴向施加不同载荷,按照静载强度的20%,30%,40%,70%,80%和90%等6个系列进行,然后沿轴向进行冲击加载,考察岩石的临界破坏承载强度。研究结果表明:在临界破坏的情况下,动态冲击的应力–应变曲线(包括常规冲击和动静组合加载)最后都会出现总应变减小的现象,这是由于冲击过程中岩石内部储存弹性能释放所致。在轴向静压较小时,岩石的组合加载应力–应变曲线跟常规的冲击试验曲线类似;轴压较大时,岩石的组合加载应力–应变曲线没有初始的近似线弹性段,直接从非线性段开始。随着轴向静压的增大,岩石的抗冲击强度呈现出先增大后减小的趋势,大约在静载强度60%时,抗冲击强度达到最大值。在入射能较小时,岩石吸收的能量会缓慢增加,在入射能较高时,岩石吸能会快速增加。常规冲击下岩石的临界破坏模式为劈裂形式,动静组合加载下呈现压剪形式。
- 李夕兵宫凤强ZHAO J高科尹土兵
- 关键词：岩石力学岩石材料动静组合加载
- 围压卸载下高应力岩石动力扰动的破坏特性(英文)被引量：17
- 2012年
- 利用改造后的动?静组合加载SHPB装置,系统研究砂岩预先经三维加载再围压卸载的动?静组合加载的破坏特性。结果表明:采用动?静组合加载,当动载荷较大时,试样整体失稳,应力—应变曲线为典型的I型曲线;随着动载荷的减小,应力—应变曲线逐渐向II型曲线转变,即向岩爆曲线过渡,揭示了高应力下动力扰动诱发岩爆,释放弹性储能的现象。使用高速摄像仪拍摄试样破坏过程,直观反映试样的动态破坏过程。剥落碎片的断口表面形貌特征分析显示,用较低能量冲击时,试样受到张剪性破坏和膨胀性破坏的共同作用;当用较高能量冲击时,试样以膨胀破坏为主。碎块分形结果表明,采用高应力动?静组合加载,当用小能量冲击时,引发弹性储能释放能提高试样的破碎程度。
- 殷志强李夕兵金解放贺显群杜坤
- 压应力作用下硬岩板裂裂纹形成的微观断裂分析
- 通过对Iddefjord花岗岩切片的微观结构分析发现,硬岩试样存在明显的微观缺陷和结构的非均质性。利用线弹性断裂力学方法,对单轴压缩下楔形滑移型裂纹的扩展规律进行了理论推导,得到了单裂纹条件下裂纹扩展的临界应力和裂纹初始...
- 李地元李夕兵李春林
- 关键词：硬岩压应力
- 文献传递
- 巴西圆盘劈裂试验中拉伸模量的解析算法被引量：52
- 2010年
- 提出巴西圆盘劈裂试验中拉伸模量的解析算法。结合圆盘对心受力的理论弹性解和实际试验过程中便于测量的物理参数,基于微积分的原理,通过对试样中心垂直加载方向上每一点拉应变的积分,可以得到该方向上总的变形量,进而推导出岩石拉伸模量和总位移变形量之间的定量关系式。该关系式包含加载力、试样直径、试样厚度、岩石泊松比和试样中心垂直加载方向上总位移变形量5个物理量,其意义明确,运用简便,可为求解巴西劈裂试验拉伸模量提供一种新的方法。
- 宫凤强李夕兵ZHAO J
- 关键词：岩石力学拉伸模量岩石材料
- 基于地压诱导致裂的高应力硬岩矿床优化回采数值模拟(英文)被引量：2
- 2012年
- 采用离散元数值模拟分析软件3Dec,依据贵阳开阳磷矿深部硬岩矿床的工程实际情况建立三维数值模拟模型,对开阳磷矿深部硬岩矿床的3种不同开挖工况进行模拟计算,包括在矿体中开挖地压诱导致裂巷道及不同方向(水平向和竖向)、不同顺序(先上后下/先下后上)开挖后的巷道围岩体的位移和塑性区分布情况。结果表明:在矿体中开挖诱导致裂巷道时,巷道周边岩体塑性区和位移场随着暴露时间的延长而不断增大,矿岩朝着有利于破碎的趋势发展,即为掘进机的高效切割回采提供了有利条件;不同开挖方向对充分利用深部地压效果不同,竖向开挖比水平横向开挖可形成更大的位移场和塑性破坏区,地压致裂的效果更明显;先下后上式开挖比先上后下式开挖产生的临空面附近矿岩产生更大的变形量和破坏区,更能有效地利用深部地应力破岩。该研究对开阳磷矿深部高应力硬岩矿体非爆掘进机连续开采的采矿方法设计、充分利用地压破岩和合理确定开挖方式具有重要的意义。
- 姚金蕊马春德李夕兵杨金林
- 关键词：数值模拟
- 应力波作用下节理面前后电磁辐射强度的变化被引量：6
- 2009年
- 从压电体中的压电本构方程出发,得到了含石英等压电介质岩体在应力波作用下产生的电场值的关系表达式.电磁辐射强度随电阻率增大而增大,随传播距离发生衰减.对于电阻率较大导电性能较差的岩石来说,压电电荷的贡献是足够引起重视的.利用所得到的表达式对实际地震电磁信号幅值进行了估算,所得结果与实测结果吻合.依据所得到的电场值的表达式及应力波在节理面处的透射解,获得了垂直入射应力波作用下产生的电磁波在线性变形节理面前后的强度关系.研究了节理参数、岩体电性参数以及入射波频率对节理面前后电磁辐射强度的影响.结果表明,电磁辐射的强度随节理初始刚度增大而增大;对于节理面两侧岩体性质不同的情形,从理论上讲,电磁辐射强度随单个参数的变化是明确的,但在多种参数的综合影响下,电磁辐射强度变化情况相对比较复杂.本文的理论计算结果与其它众多学者得出的实验结果一致.
- 万国香李夕兵
- 关键词：应力波压电效应电磁辐射
