收藏本站
《山东科技大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

深部岩石蠕变特性试验及锚固围岩变形机理研究

赵同彬  
【摘要】:随着煤炭开采逐步向深部发展,在复杂的应力环境下,深井围岩的流变特性将更加显著,矿山岩层支护控制难度大大增加。本文采用室内试验、理论分析、数值模拟研究为一体的方法,对加锚岩体的蠕变特性和锚固支护变形机理进行了研究。 应用RLJW-2000型流变试验机,对加锚前后的深井粉砂岩、红砂岩进行了室内长时蠕变试验。试验结果表明,加锚使岩石的蠕变应力阀值提高30%σc左右,且在各应力水平阶段蠕变量均得到明显控制;加锚后试件的长期强度增加了5%-10%σc破坏后仍具有一定的承载能力。 建立了加锚体的蠕变本构模型,推导出了加锚广义开尔文体(B-K)和加锚伯格斯体(B-B)的模型解答,从力学原理的角度说明了锚杆对岩体蠕变变形的控制机理。同时,进行了FLAC软件的二次开发,将2个新的锚固本构模型编译到可调用的动态链接库中,通过数值模型计算表明,锚固本构模型与FLAC锚杆单元作用效果比较相似,并且简化了计算工作量,大大提高了数值软件的运行效率。 自主设计了流变拉拔试验装置,在实验室内进行了大量的锚固系统拉拔流变试验,对锚杆与粘结材料界面、基体与粘结材料界面之间的剪应力分布情况进行了同步测试。试验结果表明,锚固界面剪应力分布不均匀,沿轴向呈先增后减的分布形式;两个界面之间的剪应力传递存在不同程度的衰减,但剪应力分布特征基本相近;在长期荷载作用下锚固界面应力的变化与时间相关,影响明显区域主要集中在锚固段的拉拔端和中部;界面失效是锚固系统破坏的主要类型。 提出了锚固界面剪应力传递时效性模式,将锚固系统的流变破坏分为粘弹、粘塑、粘脱三个特征阶段。通过试验监测发现,在长期受力状态下,锚杆端头位移经历了弱蠕变和强蠕变两个阶段,锚杆位移的强蠕变与锚固界面的粘脱阶段相对应。 较系统的进行了巷道长期稳定性预测研究,采用遗传算法开发了GA-FLAC反分析系统,实现了围岩流变参数的智能反演;采用遗传规划方法开发了GP模型分析系统,对锚固系统失稳破坏的非线性过程进行了模型识别。进化算法的应用提高了反演识别的准确性,从而使深井围岩流变失稳预测结果更加科学和客观。
【学位授予单位】:山东科技大学
【学位级别】:B
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TD325

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 卢爱红;徐金海;胡善超;;预紧力对锚杆锚固系统横向振动频率的影响分析[J];采矿与安全工程学报;2017年04期
2 许泽峰;曾浩;胡雍;沙丽;;锚杆锚固系统砂浆饱满度检测技术研究[J];工程地球物理学报;2015年03期
3 邢卉;孙晓云;王明明;;基于小波包分析的锚杆系统声频应力波传播特性研究[J];广西师范大学学报(自然科学版);2013年04期
4 薛道成;吴宇;张凯;;煤矿锚杆轴向受力无损检测试验研究与应用[J];采矿与安全工程学报;2013年03期
5 韦四江;李宝富;;预紧力锚杆作用下锚固体的形成与失稳模式[J];煤炭学报;2013年12期
6 付文光;;国内外锚杆试验类型简介[J];岩土工程学报;2014年S2期
7 段建;言志信;;边坡锚杆锚固系统固有频率及其参数影响分析[J];岩土工程学报;2014年06期
8 张景科;陈鹏飞;谌文武;李最雄;王南;张帅;;夯土-水硬石灰与石英砂浆液-木锚杆锚固系统性能[J];土木建筑与环境工程;2015年03期
9 许小东;唐震;;马鞍山大桥锚固系统关键施工技术[J];钢结构;2011年10期
10 黄晓英;迈式锚固系统及其在我国的应用情况[J];金属矿山;1996年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 马永琪;李东霞;王恒;;北京地区粘性土中锚杆蠕变特征[A];2014全国工程勘察学术大会论文集[C];2014年
2 周冶东;丁富连;查建荣;方健;;宝钢技术中心持久蠕变试验技术[A];全国冶金物理测试信息网建网30周年学术论文集[C];2011年
3 ;像父母一样关爱学生——记山东科技大学“五老”志愿者张荷英[A];全省高等院校关工委调研座谈会材料汇编[C];2011年
4 ;爱在奉献中闪光——记山东科技大学“五老志愿者”于国才、蒋绍莲[A];全省高等院校关工委调研座谈会材料汇编[C];2011年
5 张玉军;;锚杆表面粗糙程度、外端部约束状态及布置方向对支护效果的影响[A];岩石力学在工程中的应用——第二次全国岩石力学与工程学术会议论文集[C];1989年
6 陈新年;奚家米;;锚杆(索)作用力学特性分析及让压试验研究[A];西部矿山建设工程理论与实践[C];2009年
7 任非凡;徐超;谌文武;;南竹加筋复合锚杆承载特征现场试验[A];第十一届全国土力学及岩土工程学术会议论文集[C];2011年
8 ;山东科技大学科研学术工作成绩显著[A];中国煤炭学会简讯(第118期)[C];2007年
9 吴建星;;细径超高强热处理锚杆在煤矿支护中的应用研究[A];第十届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2016年
10 魏士军;;浅谈复合锚杆桩施工工艺[A];《市政技术》2015年增刊(1)[C];2015年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 陶涛;不断创新才能让大赛有活力[N];中国青年报;2011年
2 秦晓钟;阿里云大数据学院落户山东科技大学[N];中国矿业报;2017年
3 记者 孙军 通讯员 王毓静;山东科大定制培养出口畅[N];中国教育报;2009年
4 本报记者 吴红雅 通讯员 吴玉娜;科学发展新跨越 十年磨剑铸辉煌[N];大众科技报;2009年
5 田静;培养“适销对路”人才[N];科技日报;2003年
6 孙军 田静;山东科技大学培养“适销对路”人才[N];中国教育报;2007年
7 本报记者 孙军通讯员 田静;山东科技大学多管齐下促就业[N];中国教育报;2007年
8 本报通讯员 田静本报记者 凌翔;山东科技大学:多渠道培养国际化人才[N];光明日报;2007年
9 高颖敏翟金伦;锚杆回收有了专用钻杆[N];中国矿业报;2003年
10 高晓华;山东科技大学迎来金凤凰[N];中国矿业报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵同彬;深部岩石蠕变特性试验及锚固围岩变形机理研究[D];山东科技大学;2009年
2 孙冰;不同围岩中锚杆锚固系统的低应变动力响应分析[D];中南大学;2010年
3 许明;锚固系统质量的无损检测与智能诊断技术研究[D];重庆大学;2002年
4 陈刚;小型冲压蠕变试验方法研究[D];武汉理工大学;2006年
5 邓志斌;软粘土蠕变试验与本构模型辨识方法研究及应用[D];中南大学;2007年
6 曹佳文;充气锚杆力学特性试验研究与数值模拟分析[D];中南大学;2011年
7 薛道成;煤矿巷道锚杆无损检测技术及在西山矿区的应用研究[D];中国矿业大学;2013年
8 马轩祥;金属—树脂界面应力及结合强度的研究[D];第四军医大学;1989年
9 张选利;柔性注压锚杆锚固特性研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
10 梁月英;土层扩孔压力型锚杆的锚固机理研究[D];中国铁道科学研究院;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐晓核;锚杆锚固系统低应变纵向动力响应规律的研究[D];重庆大学;2005年
2 许泽峰;锚杆锚固系统砂浆饱满度检测技术研究[D];长江大学;2015年
3 丰莉;基于伪随机信号的锚杆中应力波传播特征实验研究[D];山东科技大学;2009年
4 张妙芝;滑坡防治压力型锚固系统地震动力响应分析[D];长安大学;2016年
5 徐晓晨;腐蚀砂岩蠕变试验及微观结构研究[D];中原工学院;2018年
6 吕丹丹;低频信号的锚杆动态响应特征研究[D];河北科技大学;2011年
7 朱培;多重防腐锚杆防腐蚀性能及其使用寿命研究[D];西南交通大学;2014年
8 张添源;基于ANSYS的锚杆受荷响应数值方法研究[D];石家庄铁道大学;2014年
9 祁峰;采用蠕变试验评价沥青混合料的高温稳定性研究[D];长安大学;2009年
10 岳帅;内嵌光纤复合纤维增强树脂智能锚杆[D];哈尔滨工业大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026