张嘉凡
- 作品数：50 被引量：347H指数：12
- 供职机构：西安科技大学理学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金陕西省自然科学基金国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：矿业工程建筑科学理学文化科学更多>>
- 围岩-支护体耦合作用机理及其最优化设计方案被引量：2
- 2018年
- 基于巷道开挖面的空间效应,根据弹塑性理论建立巷道围岩-支护体耦合作用模型,研究支护位置和支护体厚度与巷道位移、支护反力和围岩塑性区半径之间的关系;并在此基础上,根据最优化方法建立巷道耦合支护最优化模型,研究原岩应力、巷道断面以及支护体力学性质等因素对巷道支护方案的影响.结果显示,随着支护体厚度的减小及支护体离开挖面距离的增大,巷道位移和巷道围岩塑性区半径逐渐增大,而支护反力逐渐减小;在支护体受力处于临界状态的情况下,支护体厚度随着原岩应力的增大、巷道断面的增大以及支护体离开挖面距离的减小而增大.
- 罗生虎伍永平张嘉凡
- 关键词：围岩优化设计
- 软土地基路基不均匀沉降引起路面结构附加应力被引量：70
- 2003年
- 以解析解表达式为基础详细分析了不同沉降量和路面结构参数对路面结构附加应力的影响。沥青面层的厚度增大 ,面层底面的附加压应力近线性减小 ,而基层底面和底基层底面附加拉应力却近线性增大 ;随着基层厚度和底基层厚度的增加 ,路面各结构层附加应力都呈线性增大。沥青面层模量和底基层模量对面层底面的附加应力影响明显 ,而基层模量影响不太明显 ;基层底面及底基层底面附加拉应力随着各层模量的增加呈线性增大 ,沥青面层模量及底基层模量对层间剪应力影响尤其明显。
- 张嘉凡张慧梅
- 关键词：软土地基不均匀沉降路面结构附加应力基层厚度基层模量
- 浅部煤层壁式煤柱支撑法开采大面积垮落机理被引量：9
- 2003年
- 中国西部有一批获得正常经营权的小矿井。他们在采用长壁煤柱支撑法进行开采时,常发生大面积顶板垮落事故。文中结合陕北郭家湾煤矿的实例进行数值分析,研究顶板大面积垮落的机理,认为一定极限条件下在顶板作用下的支撑煤柱群产生大变形,引起顶板变形破坏并形成"六面体"。在"六面体"重压下煤柱群整体塌落,造成大面积顶板垮落。区分隔离煤柱和区内煤柱,选择合理开采参数,是防止灾变的关键。
- 张嘉凡石平五
- 关键词：隔离煤柱煤矿开采浅部煤层顶板变形
- 急斜近距煤层联合开采三维数值模拟研究被引量：2
- 2009年
- 为研究急斜近距煤层联合开采中围岩的稳定性,通过三维数值模拟,对碱沟煤矿联合开采的B19和B20煤层采后围岩的应力场和位移场进行了研究。研究结果表明:联合开采时采场围岩顶板方向引起的位移、应力变化要比在底板显著,但并不会引起围岩破坏运动范围的急剧增加,联合开采可成为解决急斜近距煤层开采困难的有效途径。研究为乌鲁木齐矿区赋存的大量急斜近距煤层的有效开采提供了科学依据,同时对其它具有类似开采条件的煤层的开采也具有一定的借鉴意义。
- 张嘉凡邵小平石平五
- 关键词：急斜近距煤层水平分段放顶煤
- 急斜近距煤层联合开采覆岩运移规律研究
- 2009年
- 急斜近距煤层由于煤层间距较近，在同一开采区段内开采任一煤层时，均会对邻近煤层构成破坏性影响。因而急斜近距煤层科学的采煤方法是长期困扰采矿工作者的难题。针对乌鲁木齐矿区碱沟煤矿的急斜近距较薄厚煤层煤层，通过有限元数值计算和相似模拟方法，对不同方案的联合开采方法进行了模拟，研究了不同方案对上覆围岩稳定性的影响，研究表明：探讨了联合开采急斜近距煤层的科学性，为乌鲁木齐矿区以及类似条件下急斜近距煤层的合理、安全、经济的开发提供了重要的参考依据。
- 张嘉凡王贵荣
- 关键词：急斜近距煤层有限元
- 裂隙面起伏形态对注浆固结体剪切力学特性的影响
- 2024年
- 为研究裂隙面起伏形态对裂隙岩体注浆加固后剪切力学特性的影响,首先,通过3D打印技术生成不同起伏形态的裂隙模型,并采用类岩石材料浇筑成型,然后,对裂隙岩体进行注浆加固,最后,对含不同类型裂隙的注浆固结体进行常法向荷载直剪试验。结果表明:锯齿形固结体的剪切强度最大,波浪形次之,平直形最小;随着法向荷载的增加,平直形固结体的剪切强度增幅最大,波浪形次之,锯齿形最小。剪切过程中,平直形固结体仅发生沿浆-岩界面的剪切破坏;波浪形固结体的浆-岩界面在加载初期发生剪切破坏,随着浆脉与岩壁的啮合程度降低,剪切破坏面逐渐向浆脉和岩体的内部发展,而锯齿形固结体的剪切破坏面出现在浆脉和岩石内部。
- 张嘉凡刘昌启覃祥瑞张慧梅
- 关键词：注浆加固3D打印直剪试验破坏特征
- 倾斜裂隙动水注浆扩散规律及堵水关键域研究
- 2023年
- 在煤矿开采过程中,受复杂水文地质条件的影响,工程建设经常会遭遇突涌水、塌方等地质灾害,严重制约了地下工程的安全建设和发展。注浆技术作为地下突涌水灾害治理的有效手段,在煤矿水害防治领域得到了广泛应用。为研究动水条件下倾斜裂隙注浆扩散规律及封堵机理,通过自主研发的动水注浆试验系统,进行了倾斜裂隙动水注浆试验;采用有限元法求解Navier-Stokes方程和浆水相界面控制方程,获得了注浆过程中不同时刻的浆液扩散形态和扩散面积,分析了倾斜裂隙空间内的流速场和压力场分布规律,并与试验结果进行了对比验证;基于模型试验与数值模拟结果,揭示了堵水关键域浆液运移规律,建立了倾斜裂隙动水注浆堵水关键域扩散模型。结果表明:当注浆压力恒定不变时,随着裂隙倾角和动水流量的增大,浆液沿顺水方向扩散距离均随之迅速增大至出流边界,沿逆水方向和垂直于动水流向的扩散距离明显减小,导致浆液扩散面积不断减小,使得浆液扩散形态由圆形变为椭圆形,最终到达出流边界时呈U形;在注浆扩散过程中,随着裂隙倾角的增加,浆液不断驱替过水断面逐步形成了高流速过水通道,使得裂隙横断面流速分布呈现出岭陡谷宽的形状;同时,在倾斜裂隙不同高差位置压力曲线随时间同步变化,沿顺、逆水方向(测线1)压力分布从动水入口至出流边界呈递减趋势,且裂隙倾角越大,压力场衰减越快,沿垂直于水流方向(测线3)压力分布具有对称性,表现为在注浆孔处压力值最大,且注浆孔周围压力衰减速度最快,随着与注浆孔距离的增加,压力衰减速度逐渐减小并趋于平缓。根据浆液在裂隙中的分区-分层扩散方式,确定了堵水关键域位置与范围大小,且堵水关键域面积的试验测试结果与理论计算值之间的误差均小于8.5%,表明本文所建立扩散模型能够描述堵水
- 张嘉凡孙晓东刘洋覃祥瑞张慧梅
- 关键词：动水注浆
- 岩石尺寸效应在不同加载速率下的数值模拟被引量：1
- 2020年
- 为研究岩石在不同加载速率条件下,尺寸效应的影响因素,对5组不同高径比试件进行了不同加载速率条件下的单轴压缩数值模拟试验。结果表明:对于不同高径比试件,加载速率对岩石尺寸效应起主导因素,在同一加载速率下,随试样高径比的增大,其峰值强度逐渐降低。在不同加载速率下,峰值强度随加载速率的增大依次增高。
- 张嘉凡杨彦泽
- 关键词：岩土工程尺寸效应加载速率
- 一种冻融岩石损伤试验系统
- 本发明公开了一种冻融岩石损伤试验系统，属于损伤试验设备技术领域，其包括：试验机架，其上端面一侧设置有试样台，所述试样台用于对经过循环冻融后的岩石进行载放，所述试验机架上位于试样台的上方通过柱杆固定有竖向加载组件，所述试验...
- 华卫航张慧梅张嘉凡陈世官李曾乐
- 冲击荷载作用下的煤岩动力学特性及本构模型被引量：3
- 2021年
- 为了研究煤岩的动态破坏特征和动力学损伤特性,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)和应力加载系统,对煤岩试样进行了冲击试验和单轴压缩试验;根据应力-应变试验曲线的特征,在过应力模型上,应用连续损伤理论与统计强度理论,建立了适合煤岩动力学特性的过应力损伤模型。结果表明:动载作用下,当应变率较小时,煤岩破碎方式与静载作用时间具一定的相似性;随着应变率的增大,动载破坏强度显著增大,动态模量先增大后保持不变,塑性变形先增大后减小,应力-应变曲线具有明显的塑性流动特性。采用建立的煤岩过应力损伤模型本构方程对试验曲线进行拟合,通过两者的对比,验证了模型的正确性。
- 张嘉凡周飞文周洪文
- 关键词：分离式霍普金森压杆冲击荷载本构模型
