深部采动下地质结构体跨尺度时变力学行为试验及机理

基本信息
批准号:41672298
项目类别:面上项目
资助金额:50.00
负责人:胡建华
学科分类:
依托单位:中南大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:黄仁东,李杰林,周彦龙,林允,杨春,黄超然,高晨
关键词:
岩石动静荷载地相互作用多尺度时变效应
结项摘要

In order to solve the difficult problems of the geological disaster response under deep mining, and the problems properties are multi-scale and time varying under mechanics environment of dynamic and statics combination load. Based on the multi-scale and time-variable mechanics theories and meso damage mechanics test methods, the new research methods and theories would be established in mining process of cross scale mechanical behavior characterization and spatio-temporal response rules to the deep geological structures. It would be studied by using test method, which the meso and macro mechanical behavior representation and the engineering response, under high confining pressure unloading and dynamic damage to rock and similar geological molder. Its structure damage model would be built by the value of porosity from the NMR and macro mechanical features across scales relevant response model. In the light of the test results, the theoretical mechanism analysis and derivation would be studied, based on the average of time-varying parameters, to rock mass mechanical behavior across scales change characterization and engineering response under deep mining. Under the deep high stress and mining blasting dynamic multiple disturbance environment, the evolution laws and mechanism would be revealed to the crack extension - localized progressive damage - engineering geological disaster of geological structure of rock mass. Research results will be expected to improve the catastrophe control ability to deep mines.

为解决深部地质结构体在开采动、静力学作用下的不同尺度和时空跨度间地质灾变响应难题,借鉴多尺度和时变力学理论及细观损伤力学试验思想,建立深部地质结构体在采矿过程中跨尺度力学行为表征和时空响应规律的研究新方法和新理论。运用试验的方法研究高围压下卸荷与动力损伤的地质岩石细观及其结构地质体模型中观的力学行为,建立高应力卸荷与动力扰动下的岩石细观损伤孔隙度与宏观力学特征的跨尺度响应关联模型,理论分析基于平均化时变参数的深部采动下地质结构岩体力学行为的跨尺度时变表征及工程响应机制。揭示深部高地应力和采动爆破等动静多重扰动环境下,地质结构性岩体裂隙扩展、局部化损伤到工程地质灾变的跨尺度时变作用机理,提出深部应力环境下局部损伤与整体灾变响应的跨尺度时变演化新原理。研究结果有望改善深部矿山局部开采动静力学作用下的工程灾变控制能力,提高深部资源开发工程活动的地质环境效应与灾害防控和理论水平。

项目摘要

随着采矿行业不断向深部开采,深部岩体处于复杂地应力环境中的安全稳定显得日益重要。因此运用实验的方法研究高围压循环荷载损伤的岩石细观孔隙度及其结构地质体模型中观的力学行为,建立高地应力加、卸载的岩石细观损伤与宏观力学特征跨尺度相应的关联模型。揭示深部高地应力和采动爆破等动静多重扰动环境下,地质结构性岩体裂隙扩展、局部化损伤到工程地质灾变的跨尺度时变作用机理,并提出了深部应力环境下局部损伤与整体灾变响应的跨尺度时变演化新原理,改善深部矿山局部开采动静力学作用下的工程灾变能力,提高了深部资源开发工程活动的地质环境效应与灾害防控和理论水平。.目前本项目组已在《Theoretical and applied fracture mechanics》、《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》、《Rock mechanics and rock engineering》等期刊上发表SCI论文11篇,在《中南大学学报》(自然科学版)、《中国有色金属学报》等国内知名学术期刊上发表EI收录5篇,CSCD收录论文4篇,申请国家发明专利3项,培养硕士生6名,联合培养博士1名。.项目研究成果在深部采动下地质结构体跨尺度时变力学行为试验及机理方面具有重要的理论与应用价值。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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