【摘 要】
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在磷块岩矿床的地下开采中,采场顶板裂纹的产生扩展,常引起采场的不稳定并导致灾难性事故发生,而磷块岩中不同晶界起裂以及裂纹的扩展贯通是引起磷块岩变形破坏的关键.介绍了我国磷矿床的开采现状,分析研究了磷块岩的结构构造及磷块岩宏观破坏现状,讨论了磷块岩宏观破坏与细观开裂的关系,提出通过对磷块岩三种不同类型晶界在应力作用下的起裂破坏实验研究及理论分析,可以最终确定在应力作用下最先起裂的晶界类型,该晶界就是
【机 构】
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武汉工程大学资源与土木工程学院,湖北武汉430074 贵州开磷集团矿业总公司,贵州贵阳550302
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在磷块岩矿床的地下开采中,采场顶板裂纹的产生扩展,常引起采场的不稳定并导致灾难性事故发生,而磷块岩中不同晶界起裂以及裂纹的扩展贯通是引起磷块岩变形破坏的关键.介绍了我国磷矿床的开采现状,分析研究了磷块岩的结构构造及磷块岩宏观破坏现状,讨论了磷块岩宏观破坏与细观开裂的关系,提出通过对磷块岩三种不同类型晶界在应力作用下的起裂破坏实验研究及理论分析,可以最终确定在应力作用下最先起裂的晶界类型,该晶界就是磷块岩开裂破坏的最弱部位.
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由于岩石破裂过程具有尺度无关性,通过对岩石样品破坏过程中声发射特征的研究可增进对工程岩体失稳过程的认识.结合新城金矿花岗岩声发射特征及相关科研成果,讨论了单轴压缩条件下岩石声发射特征,重点分析了岩石破坏前"声发射平静期现象"的出现条件.并通过与岩体破裂过程中声发射监测结果中"沉寂区"的对比分析,得出在利用声发射技术监测地下工程岩体结构的稳定性时,必须深入分析岩体的声发射特征和应力状态变化过程,才能
基于钢桶力学实验,揭示了充填体与围岩的相互作用机理.在岩石柱上贴水平和垂直方向的应变片,在充填体内放置应力计测量充填体在矿柱受压过程中应力的变化.实验发现充填配比1∶4时的岩柱抗压强度要比充填配比1∶8时的岩柱抗压强度增大50.6％.类似的,充填配比1∶8时的岩柱抗压强度要比充填配比1∶10时的岩柱抗压强度增大27.1％.结果表明岩石在受压时,岩石抗压强度与周围的充填体强度有密切关系,且随着充填体
为了解决光纤光栅传感器的"维度匹配"问题,设计了多角度平面二维光纤光栅应变花,推导了单向受拉状态下各个角度应变理论方程,并进行光纤光栅应变花和电阻应变花的钢板拉伸对比试验,绘制应变-荷载关系曲线.理论、试验对比分析表明:多角度光纤光栅应变花线性度好,监测数据可靠,所设计的多角度平面二维光纤光栅应变花能更好地完成复杂应力作用下的结构应变监测任务。
应用岩石破坏过程渗流-应力-损伤耦合分析软件F-RFPA2D,对不同方向水压作用下，含两条预设闭合裂纹的岩石试样破裂过程及裂纹的萌生和扩展进行了数值模拟研究.这将有利于认识含裂隙岩体中的裂纹扩展、贯通机理,明确岩体损伤破裂与渗流相互作用机制。模拟结果表明,围压可促使裂纹由拉破裂模式向剪破裂模式转化，而渗流则相反.当水压力梯度方向和外部载荷方向相同时,水流促进沿水流方向裂纹的扩展;当两者方向相反时，
选取渝东南露头龙马溪组页岩,基于超临界二氧化碳射流破岩试验平台,开展不同条件下超临界二氧化碳射流破碎页岩实验研究。结果表明,页岩在超临界二氧化碳射流冲蚀下产生大体积破碎,破碎效果随着冲击压力和射流温度的升高而显著,与冲击距离呈现先增大后减小的趋势。分析表明，超临界二氧化碳射流的冲击荷载主导页岩破碎，二氧化碳对页岩的腐蚀特性以及流体渗入岩石后的水楔作用有助于页岩的大体积破碎。
为了探究地下采空区对地表位移的影响规律,以石人沟铁矿首冲矿段为研究对象,采用FLAC3D数值模拟软件,分别分析了单个及多个采空区、是否充填采空区对地表位移的影响,并通过实测数据以及相似材料试验加以验证.结果表明,空区越深则对地表位移影响越小,影响范围越大,且同一水平存在多个相邻采空区时其对地表位移的影响近似指数叠加;重点位置下的空区充填对地表位移的发展有很好的抑制作用,主要结论与实际情况基本吻合,
根据刀具侵入岩石破裂的力学特征及岩石显微开裂的声发射能量理论,推导了单位体积岩石在组合载荷作用下破碎时声发射能量公式;运用岩石破裂分析系统RFPA对不同动静组合载荷破碎花岗岩进行了数值试验.结果表明:动静组合载荷作用单位体积岩石破碎释放声发射能量与静载、冲击载荷以及岩石本身物理力学参数等密切相关;组合载荷岩石破碎单元和声发射能量均大于单一动载,并随静载的增加而增加;破岩声发射总能量随静载的增大而增
爆炸应力波作用下岩体裂纹产生多裂纹取决于加载速率、加载载荷峰值大小以及材料性质等因素.采用岩石破坏过程动力分析数值模拟软件,考虑岩石非均匀性,对爆炸应力波作用下孔壁岩石动态起裂以及扩展过程、开裂机理及影响因素进行了数值模拟分析.研究了在不同加载峰值和加载速率条件下岩体的破坏形式.数值模拟结果表明,随应力波峰值的逐渐增大,岩体内部所产生的裂缝条数随之增多,同时也发育得更为明显.加载速率越快,岩体产生
利用离散化虚内键模型(DVIB)对不同加载速率条件下的岩石动态断裂过程进行数值模拟.DVIB是一种新型格子模型,它由虚内键元胞组成,元胞内的每条键由势函数来描述.由于势函数中已蕴涵了材料微观断裂机理,因而DVIB在模拟材料断裂时无需外部断裂准则.为反映岩石非均质特性,认为每个元胞的模量为随机数,且满足Weibull分布.采用DVIB对岩石动态断裂模拟中发现:随着加载速率增大,动态断裂模式发生变化,
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