刘恺
- 作品数：8 被引量：56H指数：4
- 供职机构：中南大学资源与安全工程学院更多>>
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- 相关领域：矿业工程建筑科学交通运输工程更多>>
- 不同地应力条件下直眼掏槽破岩的理论研究与数值模拟被引量：13
- 2016年
- 为了研究不同地应力场对直眼掏槽破岩的影响,提出了基于Schwarz交替迭代法和弹性力学理论建立的掏槽区岩体的应力状态方程,同时对不同地应力条件下单孔直眼掏槽破岩过程进行了数值模拟。结果表明:在炸药爆炸前期和中期,初始地应力场对结果影响较小,主要是槽孔爆炸应力场起主导作用,在爆炸后期,初始地应力场对爆破后裂纹的扩展具有导向作用,裂纹扩展主方向趋向于最大初始地应力方向。进一步分析表明,岩体在初始地应力场与爆炸应力场共同作用后,在空孔和槽孔圆心连线上产生最大拉应力,并且在不同地应力条件下最大拉应力模拟值的发展趋势与理论计算较为一致。
- 李启月黄武林吴正宇孔德国刘恺
- 关键词：掏槽爆破数值模拟初始地应力场
- 岩体结构面非典型数据集的优势组提取方法被引量：3
- 2017年
- 岩体结构面产状的随机性导致现场实际测得岩体结构面数据往往包含大量不属于优势组的组间数据,造成数据集的非典型和优势组提取的困难,故提出一种基于截断法的模糊C均值聚类优势组提取方法,该方法具有组间数据剔除机制。人工算例表明,提出的方法在非典型数据集的优势组提取中较传统的FCM法具有明显优势,不仅剔除了组间数据,而且能够保证参与样本处于较高的比例,优势组产状的计算精度更高。同时,比较不同距离函数和聚类中心算法在聚类中的表现,选取适合结构面非典型数据集聚类的参数。将该方法和优化参数应用到某金矿围岩结构面分类中,成功的剔除了数组间数据,实现了在岩体结构面非典型数据集中的优势组提取。
- 刘恺李启月李夕兵王泽伟
- 关键词：岩石力学岩体结构面模糊C均值聚类距离函数
- 考虑孔隙水压力影响的深埋盾构隧道开挖面稳定性分析被引量：7
- 2017年
- 对均质土体中开挖的深埋盾构隧道,基于对数螺旋破坏机制和线性Mohr-Coulomb强度准则,将孔隙水压视为作用在土体骨架上的外力,采用极限分析法推导了其开挖面支护力的表达式,依据"穷举法"原理并编制数值优化程序,求得了特定参数下盾构隧道开挖面的上限解,最后分析了支护力随各参数的响应规律。研究结果表明:孔隙水压力系数、地下水位高度、隧道洞径和土体重度的增加不利于开挖面的稳定,而黏聚力和内摩擦角的增加则对开挖面的稳定性起有利作用。该计算方法能快速获得富水风险地区稳定隧道开挖面所需的支护力和潜在破坏范围,对风险地区的盾构隧道施工与事故防治具有一定参考价值。
- 谢晓锋吴秋红刘恺
- 关键词：隧道工程开挖面稳定性孔隙水压力
- 基于协同回采的深部厚大矿体分段充填采矿法被引量：17
- 2016年
- 针对预控顶分段充填法在深部开采存在的预控顶巷道掘进工序繁杂、顶板易受爆破震动影响等缺点,本文提出垂直孔与水平孔协同回采的机械化分段充填采矿法(协同回采分段充填法).该方法通过改变顶板支护工序的顺序,将预控顶变为后压顶,能够有效地解决顶板围岩稳定性问题.进而对协同回采分段充填法进行优化研究:一方面,通过SURPAC到ANSYS的模型转换技术,进行采场稳定性数值分析,获得最佳的结构参数;另一方面,通过分区出矿分区支护的方式,解决两帮支护不到位和出矿效率低的问题.将该方法应用于新城金矿V#矿体开采,结果显示顶板岩移量显著减小,且各项经济技术指标均得到改善,实现了高应力条件下厚大矿体的安全高效开采.
- 李启月刘恺李夕兵
- 关键词：深部开采回采充填地应力顶板控制
- 非均质和各向异性土质浅埋隧道支护力研究被引量：2
- 2017年
- 针对土体的非均质和各向异性,以土质浅埋隧道为例,采用极限分析上限法和可靠度方法研究隧道支护力的大小.结果表明,土体非均质和各向异性对支护力的影响程度取决于隧道的埋深.当埋深小于15m时,围岩的自稳能力较差,土体非均质和各向异性的影响不能明显地体现出来,支护力主要随埋深的增大而增大;当埋深大于20 m时,围岩的自稳能力较强,支护力随土体非均质和各向异性的增大发生明显变化,埋深越大,土体非均质和各向异性对支护力的影响越强.可靠度研究表明,非均质和各向异性参数的分布及变异系数的大小对支护力的影响较大,对数正态分布时影响更为明显.建议在土质浅埋隧道设计时,务必考虑土体的非均质和各向异性,防止保守支护增加工程成本或支护力不足引起隧道坍塌.
- 谢晓锋陶明吴秋红刘恺
- 关键词：隧道工程非均质各向异性
- 不同形状砂岩的动态力学特性被引量：8
- 2017年
- 为研究横截面形状对岩石试样动态力学特性的影响,采用改进后的霍普金森压杆(SHPB)对砂岩圆柱试样、方形试样和厚壁圆筒试样进行冲击试验。研究结果表明:这3种试样的动态强度均随应变率的增大而增大,由于厚壁圆筒试样存在较大自由面,故其比圆柱试样和方形试样对应变率变化更敏感;横截面形状对岩石变形模量的影响较小,而对峰值应变的影响较大,峰值应变的应变率效应不明显;横截面形状和应变率对试样破坏形式的影响较明显,方形试样棱角处均出现明显的剪切面,应变率越大,试样破碎块度越小。
- 谢晓锋陶明吴秋红王泽伟尚雪义刘恺
- 关键词：岩石力学动态性质应变率
- 直孔掏槽一次成井的改进TOPSIS-CV掏槽方式评价模型被引量：2
- 2017年
- 为了解决直孔掏槽一次成井中掏槽方式选择的难题,通过引入逼近理想解技术(TOPSIS),并将垂面距离代替欧氏距离的正交投影法和传统TOPSIS相结合,提出一种基于改进TOPSIS法的综合评价模型。从安全、技术、经济3个方面综合考虑选取了7个评价指标,利用变异系数法(CV)确定指标权重,避免主观权重赋值法的人为因素干扰,使得权重赋值更加客观化。将该评价模型应用于某矿山一次成井治理采空区试验中,对初步设计的4种掏槽方式进行综合评价,并将最佳的掏槽方式用于工业试验。研究结果表明:计算出每个方案到正理想解的垂面距离分别为0.125 94,0.089 89,0.060 40,0.041 53,从而确定第4种方案为最优方案。与传统的TOPSIS法评价结果相比,改进的TOPSIS法评价结果的优劣程度更加明显,更加容易甄选出最佳方案。由最佳方案形成的天井上下贯通,达到设计规格,效果较好。
- 刘恺李夕兵李启月王泽伟谢晓锋
- 关键词：一次成井掏槽方式变异系数法
- 直孔掏槽一次成井技术中的掏槽参数优化（英文）被引量：4
- 2018年
- 在直孔掏槽一次成井技术中,掏槽参数的选择对掏槽的结果影响很大。利用数值模拟方法研究掏槽参数如孔间距L和空孔直径D与掏槽爆破破坏区的关系。通过用户自定义子程序引入一个破坏状态指标γ,用来划分掏槽爆破压碎破坏区和裂纹破坏区。同时,提出η_1和η_2两个反映掏槽爆破效果的指标。模拟结果表明,存在一个最优值孔间距L,使评价指标η_1和η_2同时达到最优,即掏槽效果最佳。同时,当L保持最优值时,空孔直径D越大,掏槽效果越好。此外,研究应力波加载率和地应力场对掏槽爆破效果的影响,发现高加载率的炸药适用于掏槽爆破,而拉伸裂纹的扩展方向和长度受地应力场中主应力大小和方向的影响。
- 李启月刘恺李夕兵王泽伟翁磊
- 关键词：天井掘进数值模拟
