山东省自然科学基金(Y2005-A03)
- 作品数：15 被引量：121H指数：8
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- 弹性地基条件下狭窄煤柱岩爆的突变理论分析被引量：14
- 2007年
- 将未采煤层视为弹性地基条件下,运用maple9.5符号运算软件解得岩梁的挠曲线方程。根据能量守恒原理得到的功、能增量平衡关系式,求得岩梁–煤柱系统作准静态形变时的平衡方程——折迭突变模型平衡方程;用折迭突变总势能函数所作的稳定性判别表明,岩爆前兆阶段岩梁–煤柱系统处于不稳定平衡状态;煤柱岩爆的条件是Cook刚度准则,该准则可以动态地用煤柱形变增大时所需外界的能量输入率趋于0来表示;计算了煤柱岩爆地震能释放量,阐明煤柱岩爆机制是由于岩梁弹性能释放量超过峰后软化煤柱形变所耗的能量。通过岩梁弹性势能变化率曲线和煤柱耗能曲线,以几何形式描述了所得研究结果。计算表明,未开采煤层刚度变化对岩梁的等效刚度影响微弱。工作面开挖和采空区增大,将显著减小岩梁刚度Ke,对煤柱岩爆有重要影响。
- 张勇潘岳
- 关键词：煤柱岩爆弹性地基折迭突变模型等效刚度
- 非线性硬化与非线性软化的巷、隧道围岩塑性分析被引量：13
- 2006年
- 在符合岩体实际的弹性、应变非线性硬化和具拐点的非线性软化的三段式光滑连接应力-应变关系条件下,求得静水压力下圆形巷、隧道围岩塑性硬化区和软化区的应力分布表达式。证明了所求得的巷道围岩径向和切向应力曲线在硬化区半径r=Rs和软化区半径r=R处均光滑连接,特别是所求得的切向应力σθpo-r a曲线没有尖峰向上的应力集中,此结果与日本学者久武胜保的试验结果一致。指出基于理想弹、塑性本构模型的Kastener解有明显缺陷,其σθ-r曲线尖峰向上的应力集中与实际不符。
- 潘岳王志强吴敏应
- 煤岩突出中孔深扩展与孔洞形成的阵发混沌模型被引量：5
- 2010年
- 煤与瓦斯突出是煤岩-瓦斯系统远离平衡状态下的高度非线性行为,是井下开挖引发的最复杂的动力灾害。对混沌理论作了简要回顾,在该理论背景下研究煤与瓦斯突出演化过程的特性,得到煤岩系统在突出前处于嵌套层次较低的混沌态,而短暂时间内雪崩式突出一系列可简化为球壳形式的煤体形成孔洞是处于阵发混沌态有节奏的快速迭代阶段和突出停止后处于状态稳定的平衡态的认识。鉴于描述复杂性问题各类非线性映射所表现出的普适性质,在数学上可用Logistic函数f(x,μ)=μx(1-x)及其复合函数F(3,x)=f(3)(x,μ)为核函数的阵发混沌态迭代运算,来对突出的发生、发展和终止行为进行描述,并给出核函数中相对孔深x和突出参数μ的初步形式。该研究可深化和丰富对突出物理本质的认识。
- 潘岳赵志刚张孝武
- 关键词：煤与瓦斯突出孔洞混沌LOGISTIC映射迭代
- 斜坡失稳及其启程速度的折迭突变模型被引量：9
- 2009年
- 临滑斜坡内聚集了巨大剪切形变能,坡体临滑释放的形变能大于滑带岩体破裂、贯通所需能量的部分,将转变成滑体弹冲剧发的动能.将坡体视为变形体,计算了重力作用下简化坡体模型的剪切形变能,计入滑带厚度,建立斜坡失稳的折迭突变模型,对滑体启动方式进行分析.研究表明,当坡体剪切刚度k小于滑带锁固段岩体抗剪力曲线软化段拐点处刚度|Q′(ut)|,即系统刚度比K=-Q′k(ut)<1时,滑动为剧动式滑坡.给出了滑体弹冲的动能表达式,由此得到的滑体弹冲剧发速度、加速度关系表明,滑体的启程弹冲效应与滑体规模成反比,给出剧动式滑体启程速度的算例.用格林公式证明了临滑坡体剪切形变能释放量,可以用折迭突变模型中的几何图形来表示.当参数变化使系统刚度比K=-Q′k(ut)≥1时,所建立的突变模型可以对缓动式滑坡进行描述.
- 王志强吴敏应潘岳
- 岩样单轴压缩破裂问题势函数和平衡方程的讨论被引量：1
- 2008年
- 证明了在普通试验机上加载,机身形变um=f(u)/Km和力P作用端位移a=u+um=u+f(u)/Km都是岩样形变u的函数.据此,正确写出了以原点为起点试验机-岩样系统的势函数,正确求得岩样有大于零的微形变du(>0)而系统处于准静态时的平衡方程.由此平衡方程导得的系统动力失稳起始点j和终止点s的位置,可以返回到岩样荷载-形变曲线上,在这两点处的曲线斜率f′(uj),f′(us)相同,它们的绝对值等于机身刚度Km,由此得到的f′(uj)+Km=0即为岩样失稳的Cook刚度判据.以岩样形变u为变量,给出机身弹性应变能变化率曲线,用解析与几何方式阐明了岩样动力失稳瞬间试验机释放的应变能量值.
- 潘岳李爱武
- 关键词：势函数
- 海底隧道最小安全顶板厚度优化决策研究被引量：6
- 2008年
- 合理地确定海底隧道顶板厚度是修建海底隧道的关键技术之一.隧道的最小安全顶板厚度在一定程度上决定海底隧道的长度,从而影响海底隧道修建的成本.海底隧道顶板厚度是控制隧道经济性指标的一个重要因素,但是如果隧道顶板厚度太小,在海底隧道施工时,围岩破坏或松动形成导水裂隙带,有可能波及到上部水体,甚至运营后可能发生大量渗水.因此,在决定隧道最小安全顶板厚度时就存在一个优选问题.笔者正是基于此,在综合考虑经济、安全两方面的因素,借助工程选优手段,研究了决策海底隧道的最小安全顶板厚度的方法,为今后海底隧道的顶板厚度的确定提供了思路.
- 张明平徐园园于广明孔祥庆姜焕胜黑增武
- 关键词：海底隧道顶板厚度围岩稳定
- 煤与瓦斯突出中单个煤壳解体突出的突变理论分析被引量：13
- 2009年
- 在煤与瓦斯突出中,煤体自组织地形成最具抗力的球盖壳形式来抵抗被突出,煤壳一旦解体便丧失承载能力,高位势煤岩系统中与单个煤壳突出相应的各种能量得以释放。根据反映煤岩破坏特性的塑性变形局部化理论,导得突出前煤壳形变、位移时相应于偏应力的功、能增量关系,建立了煤壳失稳解体的突变模型,并对由于偏应力作用导致煤壳失稳解体机制进行了研究,给出失稳瞬间释放的偏应力应变能表达式、煤岩系统体积应变能释放量表达式和孔隙瓦斯粉碎解体后的碎煤及与煤层瓦斯渗流形成瓦斯-煤粉两相流描述。所得结果可深化对煤、地应力与瓦斯压力三因素对煤与突出演化规律综合作用的认识。
- 潘岳张勇王志强
- 关键词：煤与瓦斯突出渗流折迭突变模型
- 水库诱发地震的折迭突变模型被引量：4
- 2010年
- 基于库水在水库诱发地震中的重要作用,引入水致弱化函数Φ(ω).运用突变理论对走滑断层诱发水库地震的机制进行分析,建立了围岩-断层系统的折迭突变模型,分析了水库诱发地震的发生条件和过程,并给出了系统失稳破裂的临界条件.分析表明:水库诱发地震的临界条件是由围岩刚度与断层本构曲线的软化段斜率的绝对值的比值K确定,在库水的影响下,围岩刚度降低,断层本构曲线的软化段变陡,围岩-断层系统易达到K<1的临界条件,进而诱发水库地震.
- 王志强韩金生潘岳
- 关键词：水库诱发地震断层
- 岩石失稳破裂的综合刚度和综合能量准则被引量：15
- 2009年
- Cook刚度准则考虑了试验机内弹性应变能释放对岩石试样失稳破裂的影响,基于弹性能指数和冲击能指数的剩余能量法考虑了岩石内贮存的弹性能对岩样失稳破裂的影响。鉴于岩样失稳破裂时试验机和岩石内都有弹性能释放,建议将两者结合,综合考虑试验机和岩石内贮存的弹性能释放对岩样失稳破裂的效应,称之为岩石失稳破裂的综合刚度和综合能量准则,可以更为合理地确定岩石失稳破裂起始点、终止点位置、给出岩石失稳破裂时试验机-岩样系统(或一般岩体系统)的弹性能释放量计算关系,并可以用几何形式表示这些关系。
- 潘岳王志强李爱武
- 关键词：岩石判别法
- 岩体系统动力失稳的总势能函数诠释被引量：7
- 2007年
- 定量阐述了在岩体系统准静态形变路径不同的位置处,系统有不同的总势能;岩体系统动力失稳释放的能量?Π与失稳起始点j、终止点s之间的能量关系为Πs=Πj+△Π,其中△Π<0;发现折迭突变模型势函数的微分是全微分,利用全微分的积分值与路径无关的性质,对在普通试验机上加载发生脆性破坏的岩样,在伺服试验机上通过油缸排油对外界输出能量,使岩样以渐进形式破裂的现象进行阐述。计算表明,油缸排油对外界输出的能量与岩样脆性破坏时系统以动力形式释放的能量相同;利用格林公式算得,系统平衡位置在折迭突变平衡路径上沿直线跳跃时释放的弹性能,等于直线与准静态平衡路径围成面积D的负值。分析表明,处于极限状态的岩体系统,不论是在准静态还是动力失稳的形变增大过程中,系统总势能总是向减小的方向发展。所得结果深化了对岩体动力失稳现象的认识、提高了量化描述水平。
- 潘岳纪彩虹李爱武
- 关键词：折迭突变模型全微分
