刘恺德
- 作品数：14 被引量：284H指数：10
- 供职机构：中国科学院武汉岩土力学研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国科学院知识创新工程重要方向项目“十一五”国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：矿业工程建筑科学一般工业技术理学更多>>
- 考虑层理方向效应煤岩巴西劈裂及单轴压缩试验研究被引量：60
- 2013年
- 针对淮南矿区B10煤层以水平层理为主,且层理性较强的特点,通过巴西劈裂及单轴压缩试验,研究煤岩在垂直和平行于层理面方向上的拉、压力学特性。研究结果表明:(1)煤岩垂直和平行于层理面方向抗拉强度均具有明显的离散性,但前者离散程度更大;对比两者均值,前者显然小于后者,各向异性显著。(2)宏观煤岩成分分布的随机性及其物理力学性质的差异是导致煤岩抗拉特性离散性的重要条件;而宏观煤岩成分的条带状分布特点,以及煤岩割理系统分布的方向性,则是决定煤岩力学特性各向异性的内在原因。(3)煤岩垂直与平行于层理面方向单轴压缩轴向应力-应变曲线相比,前者峰前变形特征相似,力学性态稳定,峰后应力跌落迅速,脆性特征明显;后者则峰值前、后各曲线均变形各异,力学性态不稳定。煤样的轴向峰值应变均小于1%,变形特征属脆性破坏。(4)垂直和平行于层理面方向单轴压缩煤样的断口破坏形态分别以剪切和劈裂破坏为主,且2个方向的单轴压缩强度及变形参数均具有明显差异,各向异性特征显著。(5)煤岩垂直和平行于层理面方向单轴压缩特性均具有一定的离散性,但后者离散程度更大。(6)煤岩单轴抗压强度远大于抗拉强度,垂直和平行于层理面方向单轴抗压强度分别为抗拉强度的40.1和14.7倍。
- 刘恺德刘泉声朱元广刘滨
- 关键词：采矿工程煤岩层理单轴压缩试验各向异性
- 高应力下原煤三轴卸荷力学特性研究被引量：14
- 2014年
- 基于取自淮南矿区-780 m标高B10煤层的原煤,进行高应力下不等量卸围压和轴压的原煤卸荷试验,并与同围压下的常规三轴试验结果进行对比分析,研究卸荷条件下原煤的变形、强度、参数及破坏特征。研究结果表明：（1）从卸荷点起,偏应力–轴向应变曲线即突变＂上仰＂,斜率升高;但与常三轴曲线相比,卸荷峰值轴向应变显然减小,屈服进程明显缩短,峰后脆性破坏特征显著。（2）偏应力–侧向应变曲线从卸荷点开始突变＂下跌＂,斜率降低,峰值侧向应变明显小于常三轴;且峰后破坏前应力跌落较慢,3变化较大,而常三轴则跌落迅速,3变化较小。（3）偏应力–体积应变曲线从卸荷点起即反转左拐,呈现明显扩容,且在峰值点附近扩容最为剧烈。而常三轴曲线则除在较低围压下表现出扩容特征外,高围压下始终向右延展,呈现不断收缩状态。（4）卸荷时变形模量E始终降低,而损伤因子D和泊松比则一直增大;且三者变化趋势均在峰前平缓,峰后逐渐加剧。随初始围压的增加,E,D,总体上均呈升高趋势。（5）卸荷煤样以剪切破坏为主,破断角θ=20°-32°,且随初始围压的增加,θ以抛物线趋势升高;初始围压相同时,角度小于常三轴。（6）卸荷条件下煤岩抗剪强度参数c值明显小于常三轴,而值则变化不大。
- 刘泉声刘恺德卢兴利朱杰兵
- 关键词：岩石力学原煤卸荷强度特征
- 炮孔爆破堵塞研究现状及存在的问题(二)被引量：10
- 2010年
- 总结和分析了炮孔堵塞机理、堵塞长度、堵塞物运动规律、堵塞材料性质、堵塞作用对爆破效果影响、炮孔堵塞数值模拟及炮孔堵塞研究存在的问题等。研究结果对改善爆破效果有一定的参考价值。
- 李显寅刘恺德蒲传金
- 关键词：爆破工程炮孔堵塞爆破效果
- 高应力下原煤三轴压缩力学特性研究被引量：45
- 2014年
- 基于取自淮南矿区-780m标高B10煤层的原煤的试件，通过MTS815．04电液伺服试验系统进行高应力下原煤的常规三轴压缩试验，研究煤岩的变形、强度、参数及破坏特征。研究结果表明：（1）煤岩偏应力一轴向应变曲线主要由弹性、屈服、峰后脆性破坏阶段或应变软化段构成。其中，弹性段明显较长，且围压越大，曲线越陡，弹性模量越大；屈服段则总体较短。（2）煤岩在单轴或低围压条件下，峰后脆性破坏特征明显；随着围压升高，峰后开始呈现延性特征，且围压越高，延性特征越明显。当围压达到50MPa时，峰后轴向应变几乎呈现塑性流动状态。（3）随着围压的增加，峰值轴向应变呈抛物线趋势增加，峰值侧向应变则呈线性增加趋势。（4）煤岩偏应力一体积应变曲线，在低围压条件下表现出扩容机制，且围压越低扩容特征越明显；在高围压下，从峰前越至峰后，则始终向右延展，呈现出不断收缩的状态；而峰值体应变随围压的增加呈抛物线形式增加，收缩特征明显。（5）煤岩强度随围压增加呈线性趋势增加，且强度参数c，φ值分别为12．72MPa，24．12°。（6）煤样的破坏模式主要以剪切破坏为主，破断角大小为23°～35°，且随着围压的增加，以抛物线趋势增加。采用Mohr强度理论可以较好地解释这一变化。
- 刘泉声刘恺德朱杰兵卢兴利
- 关键词：岩石力学原煤三轴压缩强度特征
- 爆破对软弱夹层的影响被引量：5
- 2008年
- 软弱夹层是控制岩体稳定性的主要弱面。通过含软弱夹层水泥砂浆模型的爆破实验,分别对45°、90°和135°3方向爆破前后的声波速度与爆源距离进行回归分析,并将声波分析结果与爆后模型宏观观测结果进行对比,与实际情况一致。软弱夹层的爆后空间展布形态分为3个区域:爆腔区、压密区和非扰动区,其中爆腔区和压密区构成了软弱夹层的层裂区。
- 郝亚飞郭学彬张继春刘恺德肖定军
- 关键词：爆破软弱夹层声波速度层裂
- 地质异常带巷道稳定控制对策及效果研究被引量：23
- 2011年
- 从地质异常带工程地质条件出发,进行石门揭煤的突出危险性评价及进一步防治,确保所揭11-2煤层没有突出危险性。提出超长孔钻杆注浆与钻杆埋入钻孔相结合的新型超前支护技术,并对其作用机制及支护工艺分别进行分析和介绍;开挖实践表明:新型预支护手段为巷道开挖和后续支护创造了理想的施工环境。初步支护后巷道变形监测及分析表明:在同一监测断面上,底臌变形最为严重,帮、顶收敛变形次之;在不同监测断面上,巷道围岩破碎程度越严重,巷道变形越显著。巷道变形破坏原因分析表明:除围岩自身工程地质条件及地应力对巷道变形有重要影响外,关键取决于巷道本身的施工控制条件,其中底板弱支护是导致巷道严重底臌,进而造成全断面失稳破坏的根本诱因。之后,提出新型预应力组合锚注底臌治理技术,并对其加固机制及施工工艺分别进行分析和介绍。底臌治理前后表面位移及深部位移监测结果的对比分析表明:新技术对巷道底臌治理效果显著,巷道围岩表面及深部变形速率显著降低,围岩整体稳定已基本得到控制。
- 刘恺德刘泉声刘滨龚光庆
- 关键词：采矿工程超前支护
- 爆破作用下岩体层间充填土运动的高速摄影试验被引量：16
- 2008年
- 在爆破作用下岩体层间充填土运动的高速摄影观测试验中,巧妙利用有机玻璃的变形反光表征了充填土的运动,并利用有机玻璃和钢板的共同约束解决了层间充填土侧冲问题,提出了适合该类型试验高速摄影的拍摄频率、拍摄距离和拍摄面的约束方法。通过拍摄实例,直观地再现了岩体层间充填土运动过程,为研究爆破作用下岩体内层间充填土运动规律以及根据爆破条件和岩体条件确定层裂区的发展速度及层裂范围提供了有效的试验方法。
- 肖定军郭学彬刘恺德郝亚飞欧阳吉杨永清
- 关键词：爆破高速摄影
- 炮孔爆破堵塞研究现状及存在的问题(一)被引量：15
- 2010年
- 在岩土爆破中,炮孔堵塞质量是影响爆破效果的重要因素之一。本文总结和分析了炮孔堵塞机理、堵塞长度、堵塞物运动规律、堵塞材料性质、堵塞作用对爆破效果影响、炮孔堵塞数值模拟及炮孔堵塞研究存在的问题等。研究结果对改善爆破效果有一定的参考价值。
- 李显寅刘恺德蒲传金
- 关键词：爆破工程炮孔堵塞爆破效果
- 单自由面爆破振动特征的炮孔堵塞长度效应被引量：18
- 2011年
- 单自由面爆破条件下作用在岩体上的最有效破坏力小,而阻碍岩体破坏的作用力很大,使炮孔堵塞长度对爆破振动有较大影响。因此,研究单自由面爆破振动特征的炮孔堵塞长度效应有重要意义。进行了小规模的不同堵塞长度的单自由面爆破试验,并模拟了其爆破过程。研究表明,近距范围内爆破振动速度迅速衰减,中远距离爆破振动速度衰减趋缓;随着堵塞长度的增加,场地系数K不断增加,衰减指数α总体呈上升趋势;数值模拟振动速度值与实测值误差在15%以内;爆破后不同堵塞长度模型的堵塞物底部空腔半径基本相等,约为装药半径的3倍;试验最优堵塞长度为15～20 cm,相同条件下无堵塞爆破对孔口有效应力场影响较大、对孔底有效应力场影响较小。
- 郝亚飞李海波刘恺德杨风威夏祥邹飞朱小明
- 关键词：数值模拟
- 岩体结构面对光面爆破效果的影响分析被引量：6
- 2009年
- 基于光面爆破机理和平面弹性波理论,分析了爆炸应力波、爆轰气体对不同方位岩体结构面的作用过程,揭示了结构面影响光面爆破效果的原因。认为岩体结构面与预定光面相交,当二者交线与两炮孔连心线垂直时,结构面的阻隔作用将削弱爆炸应力波、爆轰气体准静态压力分别在炮孔连心线上的叠加,预定光面难以形成;当二者交线平行于两炮孔连心线(结构面走向与连心线方向一致)时,结构面具有自由面的作用,光面爆破效果亦难保证。
- 刘恺德郭学彬蒲传金
- 关键词：光面爆破岩体结构面爆炸应力波
