蔚立元
- 作品数：257 被引量：761H指数：15
- 供职机构：中国矿业大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学矿业工程交通运输工程自动化与计算机技术更多>>
- 内衬式岩洞储氢三维热-流-固耦合模型及洞群运营稳定性分析
- 2024年
- 清洁可再生能源是实现双碳目标的根本途径,地下内衬式岩洞储氢是解决其波动性和间歇性的有效方式之一.基于气体热流动方程、湍流方程以及固体热传导方程、热弹性力学方程建立了内衬式岩洞储氢的三维热-流-固多场耦合模型,并验证了其有效性和优越性;通过COMSOL Multiphysics软件求解热-流-固耦合模型分析了注采过程中洞室内气体的可压缩热流动特征及衬砌层与围岩的热力学响应,进一步探究了洞室埋深、间距、气体注入温度和注采方式对洞群稳定性的影响.结果表明:氢气温度和压力随注气增加、采气降低,洞室内温度分布不均,注气结束时顶底部温差达9.7 K;两洞室同步注采时,洞室围岩和衬砌层的第一主应力随注气进行而增大,注气结束时洞顶最大拉应力达3.12 MPa,是最容易出现拉伸破坏的位置,在采气阶段第一主应力急剧下降;洞室围岩位移与第一主应力变化一致,注气结束时洞室边墙中部区域的最大位移达到20.2 mm,埋深对洞室位移影响不大;两洞室间距越大,洞室间中隔岩柱的应力集中程度就越小,间距大于两倍洞径后,中隔岩柱的应力状态接近于原岩状态;注入温度从266.15 K提高到306.15 K,注气结束洞室压力增高了4.1%;一个洞室储气,另一个洞室注采是最危险工况,而一个洞室待储,另一个洞室注采是最安全工况;实际运营中,应优化注采方案并采取具体工艺措施来维护储氢洞室群的长期稳定.本文研究结论有望为工程实际提供一定的借鉴.
- 蔚立元弭宪震胡波文李树忱刘日成叶继红
- 峰前卸荷损伤大理岩的动静力学特性试验研究被引量：9
- 2019年
- 深部巷(隧)道开挖将导致围岩卸荷损伤甚至破裂,这类损伤破裂围岩还将承受后继采掘活动带来的静态扰动和动力冲击,继续破裂甚至破坏失稳,因此,有必要开展损伤破裂围岩再承载力学行为的研究。首先开展3级围压(15,25,35 MPa)条件下的大理岩峰前卸荷试验,每级围压分4个卸荷点,共制备72个损伤破裂岩样;然后,分别采用MTS815试验机和分离式Hopkinson压杆对损伤岩样进行静、动态单轴压缩破坏试验。试验结果表明:相同围压(或卸荷点)下,岩样卸荷损伤变量与卸荷点(或围压)呈正相关关系;卸荷损伤岩样的静、动态宏观力学参数均随损伤变量的增加而呈负指数函数衰减,且脆性破坏特征趋于不明显。损伤变量小于其临界值Dc=0.17时,动态增强因子稳定在1.5左右,动弹性模量快速下降而静弹性模量变化不显著;损伤变量大于Dc时,动态增强因子急剧增大,而动、静态弹性模量则趋于一致。这种动静态的差异性是卸荷损伤效应和应变率效应复杂的耦合作用导致的。研究结论对深部巷(隧)道围岩力学参数的选取和支护方案的优化有一定借鉴意义。
- 朱子涵蔚立元孟庆彬靖洪文苏海健付安琪
- 关键词：岩石力学力学特性
- 变温变载稳态法高分子材料氢气渗透性测试装置及方法
- 本发明公开一种变温变载稳态法高分子材料氢气渗透性测试装置及方法，包括高分子材料层，还包括，测试件，包括高压变温仓和低压变载仓，高压变温仓通过高分子材料层与低压变载仓连通，其中，高压变温仓，连通一供氢件，供氢件上设置有监测...
- 叶继红邱凯蔚立元李树忱万泽恩刘日成赵世森
- 一种基于长壁工作面的矿山煤炭与地热协同开采方法
- 本发明涉及煤矿开采技术领域，公开了一种基于长壁工作面的矿山煤炭与地热协同开采方法，包括以下步骤：开掘出两个相互平行的第一区段巷道和第二区段巷道，开掘出连通第一区段巷道和第二区段巷道的切眼；从切眼采用后退式方法回采工作面煤...
- 肖猛巨峰蔚立元王腾飞宁湃司路徐娟
- 化学腐蚀后灰岩动态拉伸力学特性试验研究被引量：10
- 2020年
- 为探究化学腐蚀后灰岩的动态拉伸力学特性,本次试验配制了pH=3的NaCl和KHSO_4混合溶液对灰岩试样进行不同时间的腐蚀(腐蚀时间分别为30,60,90,120和150 d)。通过核磁共振测试获得腐蚀后试样的T2谱图及孔隙率,并利用分离式霍普金斯压杆对腐蚀后灰岩试样进行动态拉伸试验,最后得到了灰岩动态拉伸强度以及能量耗散等随腐蚀损伤度的变化规律。此外,借助扫描电镜和X射线荧光光谱分析获得各腐蚀阶段试样的SEM图像和矿物成分含量。结果表明:随腐蚀时间增加,灰岩孔隙率从自然状态下0.32%增大到5.32%(150d),腐蚀损伤度同步增大;动态抗拉强度劣化程度为32.52%,并可根据下降速率区分为2个阶段;耗散能和透射能分别展现出两阶段减小变化趋势,表现出明显的损伤度相关性;化学腐蚀后灰岩的破坏模式由典型的劈裂破坏向拉剪混合、剪切破坏过渡,直至粉末块状破坏。宏观力学性质与试样内部微观结构损伤有着密不可分的关联性,研究结果可为地下工程的设计施工提供借鉴。
- 张站群蔚立元李光雷苏海健苏海健
- 关键词：岩石力学化学腐蚀灰岩损伤度
- 岩石结构面多向自由剪切实验系统与实验方法
- 本发明公开岩石结构面多向自由剪切实验系统，包括实验部、监测部和控制部，实验部包括固定盒，固定盒的内腔固定安装有剪切件，固定盒的外壁抵接有剪切设备；剪切设备包括框架，框架内设置有支撑组件和剪切加载组件，支撑组件与固定盒的上...
- 刘日成胡明慧蔚立元李树忱张强李博贾世平于峰
- 爆炸荷载作用下浅埋大跨度地下硐室动力响应研究
- 2023年
- 为探究不同炸药量的钻地武器爆炸对大跨度地下硐室的动力响应和破坏形态,开展模型试验对浅埋大跨度地下硐室的抗爆性能进行研究,得到了2种爆炸荷载作用下硐室围岩及衬砌结构的应力、加速度、应变和位移变化规律,对比分析了围岩和硐室的破坏形态。利用FLAC 3D有限差分软件对模型试验进行验证,并模拟了地下硐室的破坏过程,共施加5种强度的爆炸荷载,得到了不同强度爆炸作用下大跨度地下硐室的动态响应规律。结果表明:爆炸应力波沿垂直方向的衰减系数大于水平方向,拱顶测点的加速度峰值均远大于底板衬砌测点的加速度峰值,测点位移峰值随着距爆心距离的增大而变小,2台模型最大应变峰值均出现在拱脚部位,随着爆炸药量的增加,所有测点的峰值都呈增长趋势;2台模型均出现了明显的“层裂”现象,炮孔上方形成了塌落区,模型M2围岩中裂纹的数量、宽度和深度较M1有所增加,模型M2硐室的拱顶和拱脚部位出现了明显的纵向裂缝;模型M2衬砌塑性区占衬砌总体积的19.1%,与M1相比,围岩和衬砌塑性区分别增加了18.8%,14.8%,爆压峰值增加到50 Mpa后,硐室基本丧失承载能力;采用长密锚杆对硐室围岩进行加固可提高拱脚的抗变形能力,采用强度较大的衬砌支护可增加硐室稳定性,增加硐室埋深或采取隐蔽伪装等措施可减弱打击强度。
- 罗军洪刘宏伟林振荣付安琪蔚立元
- 关键词：抗爆性能模型试验
- 静动荷载作用下巷道锚固围岩灾变演化的模拟方法及系统
- 本申请公开了静动荷载作用下巷道锚固围岩灾变演化的模拟方法及系统，方法包括：获取巷道现场锚固围岩的基础数据；根据基础数据进行细观参数标定，得到标定结果；基于标定结果构建颗粒流数值模型；对颗粒流数值模型施加点动载扰动；根据点...
- 尹乾吴疆宇江郑靖洪文浦海张凯蔚立元孟波
- 平顶山矿区地应力分布规律与空间区划研究被引量：36
- 2014年
- 深埋地下工程往往面临着高地应力环境,在研究平顶山矿区区域地质构造演化规律的基础上,通过搜集平顶山矿区多组深部岩体地应力实测资料,得出矿区范围内地应力场的分布规律。按平顶山矿区地应力场类型和分布特点对其进行空间区划,将整个矿区划分为三部分,分别为西南部I区(自重应力场为主)、中部II区(构造应力场为主,水平构造应力影响微弱)和东部III区(构造应力场为主,且水平构造应力影响显著),并对每个分区的地应力分布特征及与地质构造的关系进行深入研究。为验证空间区划结果的科学性和合理性,采用空心包体应力解除法对9个测点进行现场地应力测试,结果表明:现场实测结果与空间区划结果具有较好的一致性。研究结果可为平顶山矿区井田开拓、巷道布置与支护设计等工程实践提供可靠的基础参数,提高工程设计的科学性、合理性与可靠性。
- 王迎超靖洪文陈坤福蔚立元
- 关键词：采矿工程岩石力学地应力
- 一种岩体结构面恒速动态直剪试验系统及测试方法
- 一种岩体结构面恒速动态直剪试验系统及测试方法，包括承载框架、加载框架、水平加载装置、法向加载装置、供油装置和数字控制器；加载框架固接在承载框架一端顶面，且加载框架内设有剪切盒，剪切盒上设有岩石试样；数字控制器固定安装在承...
- 蔚立元鞠明和姚宝山胡李华张明伟陶泽军袁紫宸苏晓晓
