坚硬顶板运动特征的数值模拟及非线性动力学分析

分别从三维离散单元法及非线性动力学方法两个角度研究了坚硬顶板的运动规律,得到了较一致的结论。坚硬顶板的初次垮落具有冲击性,应力水平较高,该阶段的LE1为负值,系统处于有序的定常态;所研究条件下实施防冲措施的最佳时机在第2阶段开采活动结束之前,可促使坚硬顶板从冲击性整体运动向周期性分段运动转化;∑(+LEi)表明第4阶段的混沌程度最高,对应应力水平适中的周期性运动阶段。研究表明,除了初次冲击性垮落阶段,坚硬顶板运动系统在其它阶段均处于孕育着变化的混沌态。     

邓肯-张模型参数对比奥随机固结的影响

推导出比奥随机固结有限元方程,将对比奥固结影响显著的邓肯-张模型参数k、C、φ、G模拟为随机场,采用Mont-Carlo法实现随机固结有限元程序,在某一自关距离下研究4个参数的不同变异对比奥随机固结的影响。发现参数的变异对计算结果的均值影响不大;而对计算结果的变异性影响较大:对竖向位移影响显著的是k、φ的随机性,而对侧向位移影响显著的是k、φ、G,参数C的随机性影响较弱。参数G的随机性影响是后天引起的,可以通过提高试验精度,改进分析方法减小随机性。     

相空间重构中时滞判定的功率谱分析法

从再现系统原始信息和确定混沌关键指标角度,论证了相空间重构中时滞判定的重要性。构建基于时滞的时间序列自相关系数和自相关函数式,提出了时滞判定的功率谱方法。通过实际应用效果的比较,时滞判定的功率谱方法具有数据处理量较小和判别过程较稳定的优点,在一定程度上解决了Wolf方法确定Lyapunov指数鲁棒性较差的问题。     

不同卸围压速率下煤样卸荷破坏能量演化特征

岩体破坏实际上是在能量驱动下的一种状态失稳现象,其变形破坏过程中的能量演化规律能够反映岩体变形破坏的本质特征。为探求煤样破坏过程中能量的演化规律,对其进行了常规三轴及不同卸围压速率的三轴卸围压试验。试验结果表明:不同试验路径下,煤样在峰值应力前以能量的存储及耗散为主,在峰值应力后以能量的释放及耗散为主;煤样在较高的卸围压速率下,卸荷段经历时间较短,内部裂纹扩展及环向变形不充分,耗散能和克服围压做功耗能都较小,大量的能量在破裂时释放出来,破裂更加剧烈;同时,卸围压速率越快,煤样在破裂前后损伤量增加速率越快,损伤曲线急剧增高,因此,高应力煤岩体在开挖卸荷时,在岩体开挖施工速度较快时,极易引起大量积聚能量的突然释放,造成严重的灾害。     

探地雷达方法应用于煤矿井下断层探测

通过煤矿井下的工程探测实例 ,论证了探地雷达方法作为当前国际上最为先进的地球物理勘探手段之一应用于煤矿井下断层探测的可行性。