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刘刚: 作品数：41 被引量：257H指数：10; 供职机构：黑龙江科技大学更多>>; 发文基金：国家自然科学基金黑龙江省自然科学基金教育部科学技术研究重点项目更多>>; 相关领域：矿业工程建筑科学环境科学与工程机械工程更多>>

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深部软岩巷道围岩支护技术研究被引量：8: 2022年; 为有效解决深部软岩巷道围岩控制问题,针对信湖煤矿回风石门埋深大、应力高、围岩强度低的特点,在分析了信湖煤矿回风石门的围岩赋存条件、变形破坏特征以及原有支护方案已难以维持现掘巷道稳定的条件下,通过理论计算得到信湖煤矿回风石门围岩塑性区范围,从而提出了控制巷道围岩的基本理念:采用小承载体控制围岩破碎区的扩大,采用大承载体限制围岩塑性区的发展,2个承载结构共同维持巷道稳定,进而提出采用“混凝土喷射+注浆锚杆/锚索+普通锚杆/锚索”联合支护方案对新掘巷道进行支护,并结合FLAC^(3D)数值模拟及现场工业性试验对“混凝土喷射+注浆锚杆/锚索+普通锚杆/锚索”联合支护方案的合理性及可靠性进行验证。结果表明:信湖煤矿回风石门新掘巷道经“混凝土喷射+注浆锚杆/锚索+普通锚杆/锚索”联合支护方案支护后围岩表面变形趋于平稳,巷道顶板最大下沉量仅为36 mm,两帮移近量为67 mm,支护体与巷道围岩形成了稳定的复合承载结构,联合支护方案能够保持巷道的长期稳定,该联合支护方案可为其他类似深部软岩巷道支护提供一定参考。; 赵呈星李英明刘刚刘刚; 关键词：深部软岩巷道联合支护巷道支护围岩控制

花岗岩损伤破坏的声发射评价被引量：10: 2015年; 为评价花岗岩裂纹扩展对应损伤破坏状况,在单轴压缩方形花岗岩基础上,通过全程应力-应变曲线及声发射信号,利用声发射能量和计数与应力-应变曲线积分得到的能量,基于等时原理进行数据插值,拟合曲线,推导损伤演化方程,以此定量评估不同应力下花岗岩损伤程度。结果表明:花岗岩宏观破坏形态与应力-应变曲线峰值应力瞬时下滑趋势存在一致性。依据能量、声发射计数和声发射能量与损伤程度的数学解析式,与应力-时间曲线结合分析,给出脆性花岗岩损伤三阶段、预警时刻和报警点。根据特征参数优缺点和敏感度,通过损伤时间敏感效应优化处理,划分预警时刻六级区间。分析认为,声发射计数最早报警,声发射能量出现在第二阶段,最终通过能量变化判断花岗岩失稳。; 刘刚张艳军申志亮王一斐于涵刘宏伟; 关键词：花岗岩声发射

循环载荷作用下煤样能量转化规律和声发射变化特征被引量：33: 2016年; 利用TAW–2000 k N三轴试验系统和SH–II声发射系统,对循环载荷下煤样能量转化规律和声发射特征开展研究。试验结果表明:通过煤样破坏形态和循环曲线规律,c05破坏瞬时突然崩裂,c06曲线破坏前出现明显塑性跳跃,c08局部失稳累计成扰动破坏,破坏时曲线不断波动。从能量转化角度分析失稳前兆,一次初判通过耗散能加速增长,弹性能达到峰值及弹性能量指数达到极大值,二次终判通过弹性能不变,塑性能增加。随着循环载荷的增加,耗散能整体呈现上升趋势。通过阻尼比评价煤样抗震性顺序为c06>c08>c05,结论与单轴抗压强度一致。以径向弹性能和体弹性能均呈现降低趋势和径向塑性能和体塑性能均呈现升高趋势作为失稳判据有一定参考。加载阶段声发射计数峰值呈现倒"梯形",卸载阶段声发射计数峰值呈现递减趋势。循环载荷加载前期Kaiser效应明显,后期Felicity效应明显。通过加载阶段和卸载阶段声发射特征参数变化规律可知,塑性能可以利用加载阶段声发射计数和能量表征,耗散能可以利用卸载阶段声发射计数表征;通过循环加卸载声发射特征参数变化规律,声发射累计计数与塑性能呈现一致规律,耗散能和声发射能量规律性一致。通过声发射能量突升和声发射幅值的突降来预判煤岩的失稳。; 肖福坤刘刚申志亮张峰瑞王一斐; 关键词：采矿工程循环载荷声发射阻尼比

单、三轴及孔隙水作用下黄砂岩破坏力学行为及损伤演化规律研究被引量：17: 2019年; 为了探索岩石受力状态及水力耦合下的反馈特征,研究岩石损伤破坏过程中的力学行为及能量演化规律,以黄砂岩单、三轴及孔隙水声发射实验为基础,分析有效应力影响下的强度特征及变形特性,获取全过程的能量转化规律,基于声发射能量推导演化方程,并以此分析不同条件下黄砂岩损伤演化阶段及特征,实验结果表明:有效峰值载荷与有效残余应力与有效围压呈现正相关。随着有效围压的增大,弹性模量呈现线性增大,泊松比与水压力呈现反比特征,压密阶段越来越短,弹、塑性阶段不断延长,扩容点也在不断增大。随着有效围压的增加,主控裂纹越来越规整,线性特征越来越明显,微裂纹越来越少,破裂角度逐步增大;在水力耦合条件下,岩石主破裂更加明显,微破裂随着水压和围压的增加而逐渐递减。通过分析有效正应力和有效剪应力之间的关系,τ-σ破坏强度曲线满足库仑准则。随着有效围压的增大,峰前总能量、弹性能、耗散能、峰后释放的能量及盈余能量均呈现增大的趋势。随着孔隙水压力的增大,盈余能量越来越小,说明高水压能够降低发生动力破坏。基于能量损伤演化方程给出了损伤演化典型的5个阶段,得到了水压力与岩石脆性损伤之间的关系。研究结果对于不同受力状态围岩控制及注水防治灾害具有理论意义。; 刘刚刘刚李英明肖福坤张若飞; 关键词：岩石力学孔隙水受力状态

不同围压下黄砂岩力学特征与声发射特征被引量：1: 2019年; 为研究不同围压下黄砂岩的力学特征、声发射特征和岩石破裂形态,采用ROCK 600-50型岩石三轴流变仪与声发射系统对黄砂岩进行常规三轴试验,研究不同围压下的黄砂岩的峰值应力、峰值应变、残余强度及破坏形态变化特征,讨论了黄砂岩破裂过程声发射计数演化规律。结果表明:黄砂岩试件的峰值应力、轴向峰值应变和残余强度均随围压的增加而增大,围压对径向峰值应变影响较弱,通过对声发射计数分析,黄砂岩破坏程度随围压增大更加剧烈,会出现二次或多次破坏,围压减少了黄砂岩破坏过程中主裂纹数目,并明显抑制了次生裂纹的产生。; 黄顺杰李英明刘刚刘刚; 关键词：声发射围压破坏形态

不同围压下砂岩的力学特性与声发射特征被引量：2: 2018年; 为探寻深部复杂应力条件下岩石破坏机理,开展了砂岩在单轴和常规三轴加载下的声发射特征实验。利用CT设备扫描和三维重建岩样破坏后形态,分析砂岩失稳破坏过程中力学特性、声发射特征和破坏形态的差异。结果表明:岩样的破坏过程与声发射信号均具有较好的相关性。单轴加载路径下,压密阶段产生明显声发射。常规三轴路径下,由于静水压力作用下岩石内部原生孔隙已被压密闭合,压密阶段声发射信号不明显。高围压作用限制了裂纹的萌生、扩展,塑性变形阶段的能量参数突增现象减弱。常规三轴路径下砂岩破裂以剪切破坏为主,低围压下岩样破坏产生的宏观裂纹明显多于高围压应力状态,岩石破坏后CT扫描形态与声发射特征具有明显的对应关系。; 秦涛孙洪茹刘恒刘刚; 关键词：深部开采力学特性声发射特征 CT扫描

岩石破坏过程中声发射波形参数的变化规律: 2017年; 为揭示岩石破坏机制,通过蚀变花岗片麻岩单轴压缩声发射实验,分析岩石破裂过程中平均频率及上升角度倒数的变化规律,并依据其分布特征研究裂纹的破裂类型、拉伸与剪切裂纹所占比例的变化情况。结果表明:平均频率在岩石受力过程中出现上升-下降-波动的变化趋势,而上升角度倒数在岩石受力过程中出现小幅波动-突增-波动的变化趋势。平均频率明显下降及上升角度倒数的突增可作为岩石处于较高应力水平的标志。剪切裂纹所占的比例随着应力的增加呈先降低再升高的趋势。在岩石破坏前,剪切裂纹的比例出现突增,最高可超过50%。该研究可为岩石破坏前兆的判断提供可靠依据。; 周永伟张鹏海赵永川熊少雄刘刚秦涛; 关键词：声发射

有效应力对煤体渗透率的影响: 研究有效应力与煤体渗透率的变化规律,综合考虑瓦斯压力、瓦斯吸附与温度对煤体的影响,从孔隙率和有效应力的基本定义出发,建立了考虑温度和瓦斯压力影响的煤体渗透率和有效应力方程.基于自行研制的"热-固-气耦合三轴伺服...; 肖福坤张峰瑞王一斐刘刚; 关键词：有效应力瓦斯压力温度场

偏载作用下三孔洞砂岩的力学特性及声发射特征: 2023年; 为研究偏载作用下缺陷煤岩局部变形和整体破坏规律,采用TYJ-500电液伺服岩石剪切流变试验机,对不同形态三孔洞砂岩进行偏载试验,并借助声发射技术监测分析砂岩试样损伤演化过程中的力学特性和声发射特征。试验结果表明:孔洞空间布置形态对砂岩抗压强度和弹性模量有一定影响,斜三孔洞对力学特性的劣化作用最为显著;除斜三孔外,塑性屈服阶段应力-应变曲线均具有波动特征,说明处于非优势破裂面孔洞形态首先发生局部破坏;通过分析裂纹分布形态可知,偏载对横三孔与竖三孔主裂纹发育影响较大,而斜三孔与面三孔主裂纹分布受控于孔洞空间形态;竖向空间布置三孔洞声发射特征参数较其他三种孔洞布置方式弱化效果显著。; 刘刚王冬伟杨志涛; 关键词：偏心载荷声发射

弹性波在中粒砂岩内传播衰减特性分析被引量：8: 2018年; 为研究弹性波在岩石介质传播过程中的衰减特性,利用超声波传感器监测弹性波在中粒砂岩圆柱体内传播不同距离后的波形变化特征,通过频谱转换、数理统计、曲线拟合分析了特征参数的变化规律。研究表明:弹性波信号经滤波模数转化后,频率在100~500kHz的信号随着传播距离的增大,时域波形图和频谱图在振幅上都出现了衰减趋势,且信号中高频成分比低频成分衰减显著。频谱重心频率随传播距离增大按照线性趋势降低,变化趋势比主频稳定,更能全面反映信号的频率衰减特征,采用波形对比法得到的弹性波在中粒砂岩内传播的衰减系数为0.016dB/cm。在实验室尺寸范围内,绝对能量按照负指数规律衰减最为显著,幅值和振铃计数出现稳定线性衰减趋势,而上升时间有增加的趋势。波形参数的衰减趋势和敏感程度对于现场微震和室内声发射试验由传感器信号反演破裂源特征有一定的指导作用。; 赵永川杨天鸿肖福坤张鹏海于庆磊刘刚; 关键词：弹性波频谱特征参数

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