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| 1 | 海下点柱式开采的有限元动态模拟分析显示文摘三山岛金矿是我国第一个进行海底采矿的硬岩矿山,矿山采用点柱式机械化上向水平分层充填法开采。通过ANSYS有限元数值模拟方法,定量地计算和分析矿体开采过程中采场充填后不同开采步骤下采场顶底板和点柱的应力、位移和塑性区的分布状况,模拟出它们随每步开采应力和应变的动态变化过程及其规律。将分析结果应用于工程实际,为三山岛金矿新立矿区海底安全高效开采矿石资源提供了技术保障。 | 彭康 李夕兵 彭述权 刘志祥 赵国彦 刘爱华 | 2009 | 金属矿山2009，38，10： | 31 |
| 2 | 基于能量原理的岩样单轴压缩剪切破坏失稳判据显示文摘利用能量原理对倾斜的剪切带-带外弹性岩石构成的系统的稳定性进行了研究。单轴压缩岩样沿轴向的变形被分解为两部分,带外弹性岩石压缩引起的变形和剪切带错动引起的变形。后者与剪切带的相对剪切变形具有简单的几何关系。系统的总势能由剪切带的弹性及耗散势能和带外弹性岩石对剪切带所作的外力功构成。剪切带的弹性及耗散势能与剪切带的体积有关系。剪切带的尺寸由梯度塑性理论确定。将系统的总势能对相对剪切变形求一阶导数(等于零),得到了弹性岩石的平衡条件。将总势能对相对剪切变形求二阶导数(小于零),得到了系统的失稳判据。它综合反映了岩石材料弹性及应变软化阶段本构参数(弹性模量及软化模量)、剪切带之外弹性岩石的尺寸、剪切带的尺寸及系统的结构形式(剪切带倾角)对系统稳定性的影响。失稳判据比以往所得到的失稳判据更严格,更精确,更具有广泛意义。 | 王学滨 | 2007 | 工程力学2007，24，1： | 22 |
| 3 | 平面应变含缺陷岩样变形破坏全过程数值模拟显示文摘采用拉格朗日元法(FLAC)研究了左边界有缺陷的压缩岩样剪切带的启动及演变规律,峰后本构关系采用线性应变软化模型.计算结果表明,在应力-时步曲线峰值之前,剪切带首先出现在缺陷附近,直到贯通试样右边界;在剪切带传播过程中,塑性区沿切向及法线向外扩展;剪切带内部单元的剪切应变率-时步曲线经历了稳定、线性上升和非线性上升3个阶段.然而,剪切应变增量随时步持续增加.剪切带倾角接近于Arthur倾角,表明数值计算结果是可信的. | 王学滨 李毅 | 2005 | 中国矿业大学学报2005，34，2： | 17 |
| 4 | 屈服矿柱渐进破坏及应力分布数值模拟显示文摘采用拉格朗日元法,在矿柱端面上不存在水平方向摩擦力条件下,模拟了屈服矿柱的剪切带图案、渐进破坏特征、水平应力及垂直应力分布及演变。在弹性阶段,煤的本构关系为线弹性。峰值强度后煤的本构模型取为莫尔库仑剪破坏与拉破坏复合的应变软化模型。数值计算结果表明,矿柱具有渐进破坏特征。破坏首先以剪切带的形式发生在矿柱的4个角上。然后,矿柱两帮的剪切带逐渐向矿柱内部发展,形成两套剪切带网络,直到两套网络重叠,并进一步演化。倾斜的剪切带多次穿透矿柱。当矿柱处于峰值强度后,矿柱水平及垂直应力分布曲面已经变得凹凸不平。凹陷、凸起区分别对应剪切带中心及边缘。矿柱中部的水平应力较边缘大。因此,其边缘的强度较中心低。严格地讲,水平及垂直应力的分布不是单调的,呈现锯齿型。其原因是矿柱发生了条带状局部破坏。矿柱承载能力的不均匀性由矿柱水平应力的不均匀性所决定。 | 王学滨 | 2006 | 中国地质灾害与防治学报2006，17，2： | 14 |
| 5 | 节理倾角对单节理岩样变形破坏影响的数值模拟显示文摘采用FLAC模拟了节理倾角对各向异性岩样峰值强度、力学行为及剪切带图案的影响。节理由实体单元模拟。对于节理之外的岩石,采用莫尔库仑与拉破坏复合的破坏准则,峰后本构关系选择线性应变软化模型;对于节理,采用理想弹塑性的莫尔库仑准则。结果表明,无节理密实岩石的峰值强度最高。节理岩样的剪切应变或集中在节理上,或集中在新剪切带上,峰值强度随节理倾角而改变。新剪切带启动于节理的端部,然后沿其固有方向传播。当节理倾角适中时,节理岩样的峰值强度较低,岩样的行为受控于节理。当节理倾角较高或较低时,可观测到应变软化行为。若节理倾角较低,新剪切带的长度随节理倾角的降低而增加,这导致了陡峭的峰后应力-应变曲线。若节理倾角较高,由于节理倾角对新剪切带的厚度和倾角几乎没有影响,因此,峰后斜率不依赖于节理倾角。 | 王学滨 | 2006 | 四川大学学报(工程科学版)2006，38，2： | 11 |
| 6 | 考虑应变梯度及刚度劣化的剪切带局部变形分析显示文摘基于梯度塑性理论,研究了应变软化阶段的刚度劣化对剪切带内部的局部应变及相对剪切位移的影响。剪切带被看作一维剪切问题,本构关系为线弹性及线性应变软化。考虑刚度劣化后,剪切带的弹性应变由弹性剪切模量、损伤变量及残余剪切模量确定。剪切带的非局部总应变由双线性的本构关系确定。将非局部总应变减去弹性应变,可得剪切带的非局部塑性应变。剪切带非局部塑性应变与流动应力及损伤变量等参数有关,此关系即为在经典弹塑性理论框架之内的考虑刚度劣化的屈服函数。将二阶应变梯度项引入该函数,可得剪切带内部的局部塑性剪切应变及局部总剪切应变的分布规律。对局部塑性剪切应变积分,得到了局部塑性剪切位移。结果表明:考虑了刚度劣化后,剪切带内部的弹性剪切应变及位移增加,而局部塑性剪切应变及位移降低。若不考虑刚度劣化,理论结果可蜕化为以前的结果。理论结果与岩石局部变形的观测结果在定性是一致的。 | 王学滨 | 2006 | 工程力学2006，23，10： | 9 |
| 7 | Calculation of temperature distribution in adiabatic shear band based on gradient-dependent plasticity显示文摘A method for calculation of temperature distribution in adiabatic shear band is proposed in terms of gradient-dependent plasticity where the characteristic length describes the interactions and interplaying among microstructures. First, the increment of the plastic shear strain distribution in adiabatic shear band is obtained based on gradient-dependent plasticity. Then, the plastic work distribution is derived according to the current flow shear stress and the obtained increment of plastic shear strain distribution. In the light of the well-known assumption that 90% of plastic work is converted into the heat resulting in increase in temperature in adiabatic shear band, the increment of the temperature distribution is presented. Next, the average temperature increment in the shear band is calculated to compute the change in flow shear stress due to the thermal softening effect. After the actual flow shear stress considering the thermal softening effect is obtained according to the Johnson-Cook constitutive relation, the increment of the plastic shear strain distribution, the plastic work and the temperature in the next time step are recalculated until the total time is consumed. Summing the temperature distribution leads to rise in the total temperature distribution. The present calculated maximum temperature in adiabatic shear band in titanium agrees with the experimental observations. Moreover, the temperature profiles for different flow shear stresses are qualitatively consistent with experimental and numerical results. Effects of some related parameters on the temperature distribution are also predicted. | 王学滨 | 2004 | 中国有色金属学会会刊:英文版2004，14，6： | 8 |
| 8 | 矿房与矿柱稳定性的断层影响数值模拟研究显示文摘运用连续介质快速拉格朗日差分法,对某金属矿山有无断层及不同位置、倾角断层等4种方案条件下的采场稳定性进行分析。数值计算中采用平面应变模型和莫尔-库仑屈服准则,分别就各方案的最大主应力、矿房顶板中央下沉量、矿柱中央剪应变增量及整体安全系数模拟结果进行对比分析。结果表明:断层对最大主压应力影响不明显,但对最大主拉应力影响较大;断层对采场位移影响较大,尤其是穿过矿柱的断层对采场位移影响最为明显;有无断层及不同断层倾角、位置对采场剪应力影响不大,但对采场整体稳定性有很大影响。 | 王兴明 付玉华 张耀平 | 2006 | 金属矿山2006，35，12： | 5 |
| 9 | 断层-围岩系统的形成过程及快速回跳数值模拟显示文摘采用 FLAC 模拟了断层-围岩系统的形成过程及位移的分布规律.计算中采用了莫尔-库仑与拉破坏复合的破坏准则,峰后岩石本构关系为线性应变软化.两条断层带(或剪切带)汇交时系统形成,之后其承载能力下降.在断层带左侧,由于在系统承载能力降低的过程中,弹性应变的快速恢复,出现了快速回跳现象(系统失稳).在断层带之外,位移分布是均匀的.在断层带位置, 存在较大的位移梯度.系统承载能力越低,位移梯度越大.远离加载端的区域先回跳,然后回跳区域逐渐扩大,向加载端传播,直到整个系统都回跳.上述过程持续的时间步数较少,说明了系统失稳的突发性.系统整体回跳发生于应变软化阶段. | 王学滨 | 2006 | 北京科技大学学报2006，28，3： | 4 |
| 10 | 加载速度对断层-围岩系统变形及快速回跳的影响显示文摘在平面应变状态下,采用拉格朗日元法模拟了加载速度对断层-围岩系统形成时的应力水平、塑性区尺寸及剪切带图案、系统的最大承载能力以及快速回跳发生时的应力水平的影响。在数值计算中,采用了莫尔-库仑与拉破坏复合的破坏准则。峰后岩石的本构关系为线性应变软化。通常断层带-围岩系统形成之后系统的承载能力达到最大,之后系统的承载能力开始下降处于应变软化状态。当位于试样加载端上的单元的压缩应力-压缩位移曲线的峰后刚度足够大时,系统就会发生弹性回跳现象,即失稳破坏。随着加载速度的增加,断层带-围岩系统形成时的应力水平、断层带-围岩系统的最大承载能力、快速回跳发生时的应力水平及上述三者所对应的加载端部位移都增加,屈服单元数目增多,塑性区域不再保持平直,这都将大大增加系统的变形阻力。当加载速度较大时,较高的剪切应变率集中在断层带位置及断层带之外的弹性体的某些区域都是可能的。 | 王学滨 | 2006 | 岩土力学2006，27，2： | 4 |
| 11 | Effect of pore pressure on deformation and unstable snap-back for shear band and elastic rock system显示文摘Fast Lagrangian analysis of continua(FLAC) was used to study the influence of pore pressure on the mechanical behavior of rock specimen in plane strain direct shear, the distribution of yielded elements, the distribution of displacement and velocity across shear band as well as the snap-back (elastic rebound) instability. The effective stress law was used to represent the weakening of rock containing pore fluid under pressure. Numerical results show that rock specimen becomes soft (lower strength and hardening modulus) as pore pressure increases, leading to higher displacement skip across shear band. Higher pore pressure results in larger area of plastic zone, higher concentration of shear strain, more apparent precursor to snap-back (unstable failure) and slower snap-back. For higher pore pressure, the formation of shear band-elastic body system and the snap-back are earlier; the distance of snap-back decreases; the capacity of snap-back decreases, leading to lower elastic strain energy liberated beyond the instability and lower earthquake or rockburst magnitude. In the process of snap-back, the velocity skip across shear band is lower for rock specimen at higher pore pressure, showing the slower velocity of snap-back. | 王学滨 | 2007 | Journal of Central South University of Technology2007，14，3： | 0 |
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