煤体结构面剪切力学特性的数值模拟研究

来源 :煤炭科学技术 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Kingss
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
为了研究煤体层理、割理结构面的剪切力学特性,给煤矿巷道围岩分类和围岩控制提供依据.本文以晋城矿区3号煤内的层理、割理结构面为研究对象,采用实验室试验确定了标准煤样的宏观力学参数,采用P FC软件建立了含真实煤体结构面的数值模型并模拟了不同粗糙度结构面的剪切破坏过程,采用理论分析的方法研究了结构面的细观变形破坏特征及剪切力学参数变化规律,结果表明:在低法向应力作用下,裂纹主要产生在层理结构面上较大凸起体的表面,且以拉裂纹为主;随着法向应力的增大,凸起体内部裂纹逐渐增多并连接贯通,形成明显的剪切裂隙带;随着煤体层理结构面粗糙度的增大,结构面会产生较大的剪胀变形,且沿凸起体根部会产生向试样内部延伸的宏观拉裂隙;煤体结构面模型的峰值剪应力及产生的剪切裂纹、总裂纹数量明显随粗糙度及法向应力的增大而增大,随法向应力的增大,剪切裂纹占总裂纹量的比重也逐渐升高,表明在高法向应力作用下,结构面发生的剪切破坏逐渐增多.割理会导致煤体结构面的抗剪切强度明显降低,最大减小量为0.3 MPa,降低幅度为11%,而割理分布方向的不同对煤体结构面的剪切强度基本没有影响,割理的存在会导致煤体结构面破坏时裂纹数量明显增多,且割理的破坏形式以张拉破坏为主.
其他文献
介绍了项目管理在模具调试管理中的应用,通过理论与实践经验结合,总结新车型模具在生产线调试的管理思路和方法,梳理流程标准,在确保新车型量产节点的前提下,为高效、低成本地完成调试项目提供参考思路.
针对一种电器接头结构特点进行了工艺分析,确定了注射模的整体成型方案.介绍了双向侧抽芯碰穿机构与点浇口相结合的模具结构形式和成型工艺,分型线与型腔布局选择,浇注系统、顶出机构、侧抽机构设计以及模具开模的工作过程.
介绍了汽车线束卡扣注射模实用结构及其工作过程.该模具采用侧浇口,1模4腔,卧式注射成型;利用NX12设计了塑件分型面,创新设计了型芯、型腔双边顶出以及倒扣强行脱模的结构;应用MoldFlow软件建构了冷却循环通道,对注射充填时间、冷却状况及翘曲量进行仿真分析,确定理想的注射参数指导生产.
在工作过程中由于循环热负荷引起的热疲劳裂纹是压铸模具钢的常见问题之一,对于模具材料始终保持良好的高温强度和韧性是材料设计的目标.通过采用100公斤VIM冶炼不同Cr、Mo和V含量的钢锭,研究了碳化物形成对性能的影响.结果 表明,为了设计具有良好的抗软化性能的新材料,提高M2C型碳化物数量具有明显的效果,另一方面,材料的韧性随着M6C、M2C和MC型碳化物数量的增加而降低.从这些结果来看,合理控制Mo和V含量是兼顾高温强度和韧性的关键.另外,随着V含量的增加和Mo含量的减少,M2C碳化物的含量呈上升趋势.在
基于材料热力学计算软件JMatPro 7.0对热锻模具堆焊用铁基合金RMD248的热物理性能进行了模拟,对该种铁基合金的平衡相组成、CCT曲线等热物理参数性能进行了计算及预测.热力学计算结果表明:铁基合金RMD248的奥氏体化温度Ac1=617.36℃,Ac3=782.31℃.该合金的密度与杨氏模量与温度呈负相关趋势,而合金的热导率与泊松比则与温度呈现正相关趋势.文章还对该铁基合金的CCT图进行了计算绘制,预测了马氏体转变温度等相关材料参数,以期为该合金的电弧增材及焊后热处理工艺提供指导.
为解决某矿在高应力软岩条件下巷道变形严重、难支护等问题,采用理论计算、数值模拟和现场实测等方法对巷道布置方式和支护方式进行优化,采用错层位沿空掘巷巷道布置方式,建立3个铰接岩块间力学模型,确定了作用在煤柱上的应力及应力集中系数,进而建立了缓斜中厚煤层采空区实体煤侧力学模型,通过理论推导、计算得出极限平衡区宽度,确定了沿空掘巷巷道位置,并提出了“相邻巷道联合支护技术和非对称控制技术”相结合的综合围岩控制技术.研究结果表明:作用在煤柱上的应力为55.71 MPa,应力集中系数为4.60,进而得出煤层垂向应力集
针对西部矿区高产高效厚煤层工作面邻空开采时煤壁大面积失稳的问题,在现场调研的基础上,通过工作面液压支架工作阻力分析、顶板悬顶钻孔探测相结合的方法,研究了邻空高强度开采工作面煤壁失稳机理.结果表明:①工作面推进到相邻采空区附近,采空区侧煤层顶板失去支撑是引起煤壁失稳的主要原因;②工作面邻空开采时,靠近采空区一侧的液压支架工作阻力升高,且工作阻力与煤壁片帮次数呈正相关;③工作面邻空开采,采空区侧煤柱上方存在悬顶,煤柱进入塑性阶段失去支承能力使得侧向支承压力峰值移向煤壁,从而引起煤壁失稳.研究成果可为西部矿区邻
为研究不同煤阶煤制生物甲烷产量与微生物代谢功能之间的耦合关系,选择褐煤、长焰煤、气煤和焦煤4种不同煤阶煤样,通过对发酵过程中生物甲烷含量以及其代谢功能进行测试,同时借助修正的Gompertz模型,对不同煤制生物甲烷的成气潜力、代谢功能丰度以及两者之间的相关性进行了分析.研究结果表明,以长焰煤为底物的煤制生物甲烷试验中累积产气量明显高于其他试验组,且生物甲烷产量较褐煤、气煤和焦煤分别增加了10.82%、38.88%和73.49%.修正的Gompertz模型拟合结果得出,长焰煤试验组的生物甲烷产气潜力最大,且
基于非结构化网格,利用petrel软件建立地质模型,提出弱化相交网格剖分方法优化地质构造模型,对复杂构造区的高陡构造展开建模方法研究,探讨了复杂构造条件下利用地球物理数据分析地层特征的方法并有效应用于四川双鱼石地区.结果表明:四川盆地双鱼石地区有一系列呈北东南西向展布、近平行的褶皱断高构造群,利用非结构化网格对高陡构造地质建模有较好的效果,直观有效解释了双鱼石地区断裂构造空间展布特征,对解决复杂褶皱变形、断裂发育地区构造拟合效果较好.利用非结构网格法下的属性插值,建立三角剖分的复杂断层模型,恢复了双鱼石地
细观裂纹的损伤累积是造成抽采钻孔孔周形成大面积裂隙漏气通道的主要原因之一.孔周细观裂纹的损伤累积表现为孕育、稳定发展及快速发展3个阶段.为探究孔周松软煤体在不同阶段的损伤演化和裂纹扩展特征,开展含孔软煤试样单轴压缩破坏过程中的细观裂纹损伤规律研究.将石膏与水以质量比7:3混合制成类软煤含孔方形试样,进行单轴压缩试验并采用数字散斑相关测量方法(DSCM)获取试样表面全场变形.基于此,提出了利用DSCM系统确定即时泊松比的方法,并将其用于计算细观裂纹密度以及松软煤体受荷载作用时的细观裂纹损伤本构关系的建立.结