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卸载过程中逆冲断层失稳瞬态的位移场时空演化规律,建立了断层卸载失稳的力学模型,阐释了断层失稳瞬间的黏滑过程.研究结果表明:随着开采范围与F16断层距离的减小,断层冲击地压危险性显著增大,冲击地压所释放能量急剧增高;采动引起逆冲断层产生卸荷效应,即开采扰动使得断层带新裂纹萌生并局部离层,断层带上交错出现应力集中区和应力减弱区,断层上段出现逆时针滑移,而下段顺时针滑移;卸荷效应导致断层失稳的过程可分为线性稳态(I),非线性稳态(II),亚失稳(III)和失稳(IV)4个阶段;断层卸载失稳瞬间正应变和剪应变总体上呈突降-突增-降低至稳定的变化趋势,且相对于中部和下部,断层上部滑移位移受卸载扰动影响较大;断层卸载失稳瞬间的能量传递过程为:震源单元-围岩杆单元-相邻围岩杆单元-相邻断层带单元等,其黏滑失稳是一系列单元连锁失稳构成的综合结果.通过本文研究,对逆冲断层卸载失稳的机理形成了新的认识,包括卸......
采动影响下断层滑移诱发煤岩冲击机理李志华1,2,窦林名2,曹安业2,范军2,牟宗龙21. 安徽理工大学能源与安全学院2. 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室摘 要:根据断层滑移失稳与煤岩冲击矿压的关系,建立了断层滑移诱发煤岩冲击的黏滑-黏弹脆性体突变模型.以山东济三煤矿6303工作面地质资料为背景,采用FLAC5.02D数值模拟软件模拟了煤层开采过程中断层对顶板运动的影响.研究结果表明:断层滑移诱发煤岩冲击分为两种力学机制,一是在断层活动条件下"断层滑移失稳动态诱发冲击矿压机理";二是在断层相对稳定条件下"断层滑移稳态诱发冲击矿压机理".断层滑移失稳动态诱发冲击矿压与断层滑移稳态诱发冲击矿压相比,更容易发生冲击矿压,且释放能量更多.断层滑移速度与工作面推进速度,工作面距断层距离,断层面力学性......
构造活化,进而诱发大能量矿震导致冲击地压灾害,基于赵楼煤矿1303综放工作面生产和地质条件,理论分析了工作面回采对断层构造扰动影响的主控因素.采用相似模拟方法分析了断层构造错动滑移时空演化特征,并统计分析了工作面采动实际矿震震源活动演化规律.结果表明:逆断层下盘工作面回采,断层面发生张拉离层和剪切滑动的主控因素为表征开采扰动垂直作用力Pv和水平作用力Ph的比值k,表征断层几何特性的断层倾角θ,以及表征断层力学特性的内摩擦角φ;工作面开采首先引发覆岩低层位断层岩块滑动,并随工作面与断层面距离的减小逐渐向高层位断层岩块扩展;断层诱发矿震需满足断层产生滑动失稳且滑动表现为黏滑两个条件.工作面矿震活动规律:采空区范围越大,矿震活动越剧烈;矿震震源丛集于采空区区域,且随工作面推进向前方及高层位岩层转移.对1303工作面矿震事件影响程度:Fd96断层张剪失稳>采空区覆岩破断运动>FZ14断......
随着扰动应力幅值的增大而增大,表明扰动振幅增加使得扰动岩石在每个循环周期中内部积聚更多可消耗的能量,用于矿物颗粒之间的黏滑消耗以及原有微裂纹的增生和新裂纹的产生,导致岩石达到破坏所需的累积不可逆变形总量会降低,劣化试件的抗载性能;当扰动应力幅值一定时,滞后环曲线的变化幅度随着结构面岩体倾角的逐渐增大而增大,岩体的变形模量随之减小,岩石的阻尼比呈现先减小,然后稳定,再增大的趋势,反映了岩石中裂隙从初......
by polygon under traction coefficient of 0.03 2.2 接触应力及黏滑分布 L1和L2周向路径分别为左,右车轮不同时刻最大法向接触应力发生位置的连线.选取接触斑位于求解区BC内的9个等间隔时刻t1~t9,无多边形车轮在牵引系数0.03下的瞬态法向接触应力p和切向接触应力τ分布如图9所示,图中黑色实心曲线表示法向应力p与摩擦因数f的乘积,即库仑摩擦极限.图中接触斑前沿为黏着区,切向应力小于库仑摩擦极限,后面为滑移区,符合现有理论.可见,各时刻下两侧接触斑内的黏滑和应力分布均无明显变化(最大法,切应力波动幅值均在10 MPa以内),即进一步验证轮对在BC段基本上进入了稳态滚动状态.经对比发现,左,右两侧的最大法向应力差距不大,而相应的最大切向应力则差异明显,分别为180 MPa和58 MPa,即左侧滑移区比右侧滑移区更大.其原因是横移条件下左侧(高轨侧......
轨距增加导致轮缘不易产生贴靠. 2.2 轮轨接触力学特性 此处以轮对横移量7 mm的结果为例进行分析.计算中轮对摇头角为0,摩擦因数为0.4,垂向力为70 kN. 图2,图3和图4分别为不同轨距下轮轨接触斑黏滑分布,轮轨接触斑内正应力和切应力分布,对应各应力最大值及接触斑面积如表1所示. 图1 不同轨距下轮轨接触点,滚动圆半径和接触角分布特征 Fig. 1 Contact point, rolling radius and contact angle distribution under different gauges 图2 不同轨距下轮轨接触斑内黏滑分布 Fig. 2 Stick-slip distribution in wheel-rail contact patch under different gauges 图3 不同轨距下轮轨接触斑内正应力分布 Fig. 3......
, et al. Centrifuge and numerical modelling of tunnel intersected by normal fault rupture in sand[J]. Computers and Geotechnics, 2019, 111: 137-146. [9] 刘学增, 王煦霖, 林亮伦. 60°倾角正断层黏滑错动对山岭隧道影响的试验研究[J]. 土木工程学...), 2008, 27(6): 1034-1036, 1041. [26] 王道远, 崔光耀, 袁金秀, 等. 断裂黏滑错动下隧道减错措施作用效果模型试验研究[J]. 岩土工程学报, 2018, 40(8): 1515-1521. WANG Daoyuan, CUI Guangyao, YUAN Jinxiu, et al. Model tests on effect of dislocation......
位移沿锚固体长度的分布规律.KIM等[4]通过数值模拟和试验方法对锚杆荷载传递过程进行了研究分析.为了反映岩土体的弹塑性特点,XIAO等[5]考虑锚固体周围土体应变软化特性,基于剪切位移法,探讨了拉力型锚杆的荷载传递机理;郭锐剑等[6]在此模型假定基础上,分析了在不同拉拔荷载作用下,锚杆剪应力分布模式;同样基于三阶段线性黏滑模型,REN等[7]分5个阶段研究了锚杆荷载传递全过程;段建等[8]则认为土层锚界面服从黏滑模型,建立了锚杆拉拔临界松动荷载和拉拔极限荷载理论解.将地基视为均质体是大多数岩土工程研究工作的重要前提.但是,根据土体基本性质和大量的现场试验发现,土在正常固结或超固结条件下,其力学性质随深度增加有所提高[9-11].针对此工程特性,GUO等[12-13]假设桩侧土体剪切模量和极限抗剪强度均随深度按幂函数增长,得到了单桩弹塑性解析式;陈明中等[14]推导了考虑桩周土体极限摩阻力......
Fig. 8 MOR and deflection at MOR for three composite beams 2.4 ECC开裂后微观形貌 当基体内裂纹产生时,纤维在界面的脱黏与滑移对裂纹扩展时的能力消耗有重要影响[13].本文采用SEM对ECC破坏断裂后的微观形貌进行观察.图10(a)所示为ECC断裂界面的纤维分布图像,ECC受到破坏荷载后,PVA纤维从基体中被拔出,而不是被直接拉断.图10(b)所示为纤维与基体界面的过渡区微观形貌,可以看出ECC中基体的水化产物紧密包裹住PVA纤维,与文献[14]中钢纤维与基体的结合情况对比,在常温状态下,ECC中纤维与基体的黏结更紧密.ECC受拉达到破坏荷载后,部分纤维脱离基体,由于纤维与基体的黏结特性,在纤维被拔出时产生较大的阻力[15],纤维将部分水化产物一起带出整个基体,如图10(c)所示.纤维与基体良好的黏结性及......
in Wanfu Coal Mine[J]. Journal of China Coal Society, 2008, 33(11): 1248-1252. [4] 云龙, 郭彦, 双马瑾. 5°拐折断层在黏滑过程中物理场演化与交替活动的实验研究[J]. 地震地质, 2011, 33(2): 356-368.YUN Long, GUO Yan, SHUANG Majin. An experimental......