李炜煜
- 作品数：14 被引量：196H指数：9
- 供职机构：中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金高等学校学科创新引智计划国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：矿业工程建筑科学理学更多>>
- 3种岩石动态拉伸力学性能试验与对比分析被引量：22
- 2020年
- 为研究不同岩性岩石动态拉伸力学性能的差异,选用岩石工程中较为常见且波阻抗差别较大的3种岩石:红砂岩、灰砂岩和花岗岩,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统分别对3种岩石巴西圆盘试件进行不同冲击速度下的动态劈裂拉伸试验,同时结合超高速数字图像相关(DIC)试验系统对试样表面应变场变化过程及其动态拉伸破坏过程进行了观测。对比研究分析了3种岩石的拉伸应变场和剪切应变场的动态演化规律,不同冲击速度和不同加载率下3种岩石的动态拉伸强度、拉伸敏感系数和破坏形态的变化规律,以及波阻抗对岩石动态拉伸力学性能的影响。研究结果表明:①3种岩石破坏形态的差异主要体现在圆盘试件两端的楔形局部剪切破碎区,且局部剪切破碎区面积受冲击速度的影响。②3种岩石动态拉伸强度随冲击速度和加载率的增大均表现出良好的线性增大的关系,且相同冲击速度下,花岗岩加载率和动态拉伸强度>灰砂岩>红砂岩。③红砂岩拉伸强度对加载率最敏感,花岗岩次之,灰砂岩敏感性最弱,且随冲击速度和加载率的增大,3种岩石拉伸敏感系数均呈线性增大关系。④相同应力波作用下,岩石的应力波传播过程、加载历史以及动态拉伸力学性能受岩石波阻抗影响,且几者之间存在递进影响的关系。
- 杨仁树李炜煜李永亮李炜煜李永亮
- 关键词：SHPBDIC应力波
- 采动影响巷道弱胶结层状底板稳定性分析与控制对策被引量：22
- 2020年
- 针对弱胶结层状底板巷道在强烈采动影响下的非对称性变形失稳问题,以梅花井矿工作面辅助运输巷为工程背景,综合采用现场调研、理论计算、数值分析和工程试验的方法,对巷道围岩变形破坏机制和控制对策展开研究。结果表明:井田内含煤岩系成岩程度低,胶结程度差,顶底板岩层层理发育,巷道围岩具有产生大变形的倾向。在采动影响下,巷道呈显著的非对称性变形破坏,实体煤侧肩角、煤柱侧底角和底板是大变形频发区域,巷道收敛以底臌为主;由于工作面位置的动态性和弱胶结软岩的蠕变性,巷道底臌具有典型的时空特性。基于弹性理论,建立采动影响下横观各向同性底板力学分析模型,推导获得层状底板任一点的真实应力状态,准确反映了层状底板非对称应力分布特征。根据摩尔-库伦准则,获得层状底板破坏判据,采用Matlab计算得到底板非对称马鞍形破坏形态。上覆岩层关键岩块回转变形所产生的偏载效应使围岩主应力方向发生偏转,主应力偏角越大,塑性区非对称性扩展越显著,围岩破坏具有显著的方向性,垂直于最大主应力方向围岩破坏程度更大。针对强采动弱胶结层状底板非对称破坏特征,提出基于破碎区修复、塑性区加固、弹性区承载的底板分区差异化支护技术。工程实践表明,支护系统很好的适应了围岩非对称应力环境,围岩变形得到有效控制。
- 杨仁树朱晔朱晔李永亮李炜煜
- 关键词：采动影响
- 弱胶结软岩巷道层状底板底鼓机理及控制对策被引量：31
- 2020年
- 为研究弱胶结软岩巷道底板层状特性对底鼓的影响,采用数值模拟与力学分析相结合的方法,对层状底板失稳机理及控制技术展开研究。结果表明:1)层状底板压曲失稳后形成非稳定区、亚稳定区和稳定区,非稳定区是底板变形活跃区域,是支护和加固的主要对象,亚稳定区对底板变形具有宏观调控作用,稳定区是底板主要承载结构;2)随着分层厚度增加,各分层承载能力提高,底板具备更强的抗变形能力;3)巷道最大底鼓量随岩梁刚度增加呈负指数式减小,随侧压和底板载荷增加呈线性增加,随巷道跨度增加呈指数式增长。提出以"高强锚网梁索+喷浆密闭+底板锚注"为核心的支护系统,现场试验表明该技术有效控制了弱胶结软岩巷道层状底板的变形。
- 杨仁树朱晔朱晔李永亮
- 关键词：底鼓失稳机理
- 高温作用后硅质砂岩力学性能试验被引量：5
- 2021年
- 为了研究高温作用后硅质砂岩的力学性质,采用三轴压力试验机,对常温(25℃)、200℃、400℃、600℃和800℃温度作用下的硅质砂岩试件进行单轴压缩试验,同时利用声波测试仪测量不同温度作用后硅质砂岩试件的超声波波速,分析了岩石强度和变形特征及岩石波速随温度的变化规律。结果表明:高温对岩石成分有显著影响,进而导致岩石纵波波速、抗压强度及破坏形式的改变,单轴抗压强度随岩石经历温度的升高而降低,并且在400℃时发生明显的转折,呈现出折线型变化趋势,岩石的纵波波速及破坏时的峰值应变也同样在400℃时开始出现增大趋势。引入热损伤因子D T,分析得出该损伤因子与温度之间呈三次多项式函数关系。
- 梁书锋方士正韦贵华朱现磊李炜煜马健起
- 关键词：高温作用热损伤物理力学性质
- 爆炸应力波作用下动、静裂纹相互作用的实验研究被引量：3
- 2017年
- 采用数字激光动态焦散线测试系统,研究爆炸应力波作用下动裂纹与预制静裂纹(水平夹角为90°、150°)相互作用机理,以及裂纹扩展的动态行为。结果表明:(1)在动、静裂纹贯通之前,静裂纹两端便出现焦散斑,动、静裂纹贯通以后,静裂纹沿爆炸应力波传播方向扩展,并且扩展速度小于动裂纹扩展速度,也小于无静裂纹时动裂纹扩展速度;(2)静裂纹存在时,动裂纹扩展的总体长度减小。动裂纹起裂时间缩短,扩展速度基本不受静裂纹的影响,裂纹应力强度因子值大于静裂纹两端值;(3)随着静裂纹水平夹角的增大,动、静裂纹贯通时动裂纹沿水平方向偏转距离增大,静裂纹B端反向扩展与动裂纹相互"咬合",C端裂纹扩展位移和速度增大。
- 杨仁树左进京杨立云李炜煜余贤涛
- 关键词：爆炸应力波
- 郓城煤矿3~#煤层及其围岩冲击倾向性试验研究被引量：1
- 2016年
- 对郓城煤矿3#煤层及其围岩动态破坏时间、冲击能量指数、单轴抗压强度、弹性能量指数4个煤层冲击倾向性指标以及弯曲能量指数的岩层冲击倾向性指标进行了试验和分析,进而对该煤层的煤岩冲击倾向性进行了评判。
- 李炜煜左进京余贤涛
- 关键词：单轴抗压强度
- 切缝药包聚能控制爆破在立井硬岩快掘中的应用研究被引量：7
- 2017年
- 针对煤矿立井掘进炮眼利用率低,成型差的问题,采用了切缝药包定向断裂控制爆破技术。通过在周边眼使用切缝药包,在周边眼单孔药量不变的前提下,将眼数由52减为35个,眼距由600mm增大至800mm实施聚能控制爆破。现场爆破应用效果表明:切缝药包聚能控制爆破可显著提高立井爆破炮孔利用率和眼痕率,半眼痕率增加了52%,周边不平整度在±5cm,周边眼切缝药包降低爆破对围岩的扰动损伤,改善了光面爆破效果,有利于提高立井掘进速度。
- 杨仁树付晓强王盛霖杨立云李炜煜
- 关键词：立井掘进切缝药包控制爆破光面爆破
- 层状复合岩体冲击动力学特性试验研究被引量：35
- 2019年
- 为探究岩石工程中较为常见的层状复合岩体的动态力学性能,采用波阻抗差别较大的红砂岩和灰砂岩'拼接'成层状复合岩体试样,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统,分别对灰砂岩靠近入射杆和红砂岩靠近入射杆2种情况进行不同冲击速度下的冲击压缩试验,对比研究应力波由硬入软和由软如硬2种情况下复合岩体应力波传播特征、动态应力–应变关系以及能量耗散规律。理论分析复合岩体的受力特征和强度条件,同时结合超高速数字图像相关(DIC)试验系统对复合岩体的破坏特征进行研究。研究结果表明:(1)复合岩体的动态力学特性及能量耗散规律均具有明显的应变率效应。(2)相同冲击速度下,受波阻抗匹配关系影响,应力波由硬入软和由软入硬时复合岩体动力学特性差异性明显。但是随着冲击速度的增大,两者之间的差异逐渐减小,趋于一致。(3)复合岩体两部分岩石破坏程度和破坏形式明显不同。波阻抗小的红砂岩破坏程度较波阻抗大的灰砂岩更为剧烈。红砂岩以剪切破坏为主,且交界层面处红砂岩后于其他区域红砂岩发生破坏;灰砂岩以张拉破坏为主,高速下产生局部剪切破坏,且交界层面处灰砂岩先于其他区域灰砂岩发生破坏。
- 杨仁树李炜煜方士正李炜煜李永亮
- 关键词：层状复合岩体SHPBDIC应力波能量耗散
- 动态爆生裂纹相互影响的试验研究被引量：5
- 2016年
- 采用以有机玻璃（PMMA）为材料的模型试验方法,分析了试件的破坏形态和裂纹尖端的应力特征,研究了对向切槽炮孔的不同竖向间距对爆生裂纹扩展的影响。结果表明：爆生裂纹扩展过程中,裂纹速度震荡减小,裂纹尖端应力变化经历两个阶段,Ⅰ阶段（0～110μs）裂纹尖端动态应力强度因子迅速减小,试件破坏以拉伸破坏为主;Ⅱ阶段（110μs～止裂）裂纹尖端动态应力强度因子先增大后减小,试件破坏兼有拉伸破坏和剪切破坏。炮孔的竖向间距的不同对爆生裂纹Ⅰ阶段扩展影响不大,对Ⅱ阶段扩展影响显著。对向裂纹起到自由面作用并引导己方裂纹向其发生偏转,从对向裂纹面处反射的应力波加强了己方裂纹尖端的应力集中。
- 杨仁树丁晨曦杨立云张永新李炜煜
- 关键词：动态应力强度因子剪切破坏应力波
- 基于模糊聚类方法的煤巷围岩稳定性分类研究被引量：11
- 2018年
- 针对赵庄矿大断面煤巷围岩稳定性展开研究,采用模糊聚类法对赵庄矿3个盘区的15条巷道进行分类。选取巷道顶板强度σ_(c1)、巷道两帮围岩强度σ_(c2)、巷道底板围岩强度σ_(c3)、巷道埋深H、顶高比N、煤柱宽度X、最大水平主应力σ_h作为围岩稳定性分类的指标。根据现场调研数据获得判别矩阵,计算得到分类指标的权值分别为0.13、0.05、0.05、0.07、0.21、0.17、0.21。采用模糊聚类法分析,将选取煤巷分为6类最为合理,同类别煤巷围岩具有相似的稳定性,可采取相同或相似的支护手段来维护巷道。现场试验表明,模糊聚类方法对巷道的分类结果可有效指导煤巷围岩支护参数设计,保持巷道围岩变形量在可控范围内。
- 王茂盛朱晔李永亮郭东明李炜煜王茂源
- 关键词：围岩稳定性模糊聚类法
