动态围压约束煤矸石混凝土巷旁墩柱增阻大变形机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51904268
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0404.矿山开采基础理论
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The balance between the strength/stiffness and deformation capacity of the gob-side support is regarded as a key component to the success of gob-side entry retaining technology in deep mining. The present research proposes a novel hybrid tubular column obtaining the combination behavior of “flexible deformation” and “high strength/stiffness” which is environmental and cost-effective. The novel column consists of an outer tube made of skeleton polyethylene fibre-reinforced plastic (i.e. SRPE) and an infill made of coal gangue concrete. Compared with market available tubular standing supports, the SRPE composite tube confined-coal gangue concrete exhibits the obvious strain-hardening behavior with large deformation capacity. In order to better understand the mechanical characteristics of the novel column, the combination of laboratory tests, theoretical analysis and numerical modelling will be conducted. Both the failure mode and confining mechanism of coal gangue concrete under constant/dynamic confining pressure will be investigated respectively. The equivalent transformation model of the confining force under different conditions (i.e. constant confinement and dynamic confinement) will be used to set up the constitutive equation for coal gangue concrete under the confinement provided by SRPE composite tube. Then, the behavior of SRPE composite tube-confined coal gangue concrete tubular column in real application (i.e. gob-side entry retaining) will be explored through the coupling of FLAC and PFC software to further evaluate the deformation mechanism under different loading conditions. The expected results from the present research can deepen the understanding of the mechanical properties of coal gangue concrete under dynamic confining pressure. Meanwhile, the proposed novel hybrid tubular column can enrich the possible selections for gob-side entry retaining in deep mining.
巷旁支护结构强度/刚度与变形能力之间的相互匹配是深部沿空留巷成功的关键。本研究提出一种兼具“柔性让压”和“高强支护”力学特性的经济环保型支护结构,即钢骨架聚乙烯纤维增强塑料(简称SRPE)复合管约束煤矸石混凝土巷旁墩柱。为进一步明确煤矸石混凝土在SRPE复合管提供的动态围压约束条件的增阻大变形机理,本研究拟采用实验室试验、理论分析和数值计算相结合的研究方法,以常围压条件下煤矸石混凝土的应力应变关系为切入点,采用不同约束材料提供动态围压环境,研究动态围压条件下煤矸石混凝土的力学特性。根据常围压和动态围压条件下约束力等效转换模型,建立动态围压条件下煤矸石混凝土本构方程。在此基础上,研究SRPE复合管约束煤矸石混凝土巷旁墩柱在沿空留巷条件下的力学响应特征,揭示新型墩柱结构的变形协调机制。研究成果有助于掌握动态围压条件下煤矸石混凝土的力学特性,为新型巷旁墩柱结构在深部沿空留巷的应用奠定理论基础。

结项摘要

沿空留巷作为煤炭绿色开采技术体系的重要组成部分,在减少巷道掘进工程量、提高煤炭资源回收率和瓦斯控制方面发挥着重要作用。为实现巷旁支护结构强度/刚度与变形能力之间的相互匹配,开发了一种兼具“柔性让压”和“高强支护”力学特性的经济环保型支护结构,即钢骨架聚乙烯纤维增强塑料(简称SRPE)复合管约束煤矸石混凝土巷旁墩柱。为进一步探明新型组合墩柱结构的增阻大变形机理,研究课题综合采用实验室试验、理论分析和数值计算相结合的研究方法,开展了矿用高强度煤矸石混凝土配比设计研究,揭示了煤矸石混凝土的典型破坏模式,掌握了不同煤矸石骨料掺量条件下混凝土单轴抗压强度和弹性模量降低的主要原因;研究了煤矸石混凝土在常围压和真三轴压缩条件下的应力-应变关系,揭示了煤矸石混凝土的三轴压缩力学特性和变形破坏模式;在系统测试不同约束材料拉伸力学性能的基础上,研究了变围压条件下煤矸石混凝土组合结构的力学特性,建立了核心煤矸石混凝土的侧向约束力计算模型,明确了煤矸石混凝土在动态围压约束作用下力学性能增强机制;建立了动态围压条件下煤矸石混凝土的本构方程,揭示了SRPE复合管约束混凝土的力学机理;构建了新型组合墩柱结构-巷道围岩的耦合数值分析模型,研究了沿空留巷条件下新型组合墩柱结构稳定性的影响因素。依托研究课题,发表高水平研究论文8篇,获省部级科技进步二等奖1项,申请国家发明专利5项,授权实用新型专利2项,协助培养硕士研究生2名。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(7)
An Innovative Tubular Standing Support Incorporating PVC and FRP Composites: Laboratory Tests
结合 PVC 和 FRP 复合材料的创新管状站立支架:实验室测试
  • DOI:
    10.1007/s10706-021-01895-9
  • 发表时间:
    2021-06-17
  • 期刊:
    GEOTECHNICAL AND GEOLOGICAL ENGINEERING
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Zhang, Baisheng;Zhao, Hongchao
  • 通讯作者:
    Zhao, Hongchao
Behaviour of lump-grout material filled PVC tubular column under uniaxial compression
块状灌浆材料填充 PVC 管柱在单轴压缩下的行为
  • DOI:
    10.1016/j.conbuildmat.2022.129271
  • 发表时间:
    2022-11
  • 期刊:
    Construction and Building Materials
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Hongchao Zhao;Ting Ren;Alex Remennikov
  • 通讯作者:
    Alex Remennikov
Axial compressive behavior of concrete-filled FRP-steel wire reinforced thermoplastics pipe hybrid columns
FRP-钢丝增强热塑性塑料管混凝土混合柱轴压性能
  • DOI:
    10.1016/j.compstruct.2020.112237
  • 发表时间:
    2020-07-15
  • 期刊:
    COMPOSITE STRUCTURES
  • 影响因子:
    6.3
  • 作者:
    Guo, Yong-Chang;Xiao, Shu-Hua;Zhao, Hong-Chao
  • 通讯作者:
    Zhao, Hong-Chao
Behaviour of FRP-confined coal rejects based backfill material under compression
FRP 约束煤矸石基充填材料在压缩下的行为
  • DOI:
    10.1016/j.conbuildmat.2020.121171
  • 发表时间:
    2020-11
  • 期刊:
    Construction and Building Materials
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Hongchao Zhao;Ting Ren;Alex Remennikov
  • 通讯作者:
    Alex Remennikov
Behavior of unconfined and polyethylene terephthalate (PET) FRP-confined coal reject concrete under compression
无侧限和聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) FRP 约束煤矸石混凝土的受压性能
  • DOI:
    10.1016/j.jobe.2022.104846
  • 发表时间:
    2022-06
  • 期刊:
    Journal of Building Engineering
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Hongchao Zhao;Junjie Zeng;Weite Liu;Yonglong Li;Jinjing Liao;Bing Yuan
  • 通讯作者:
    Bing Yuan

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

超声速导弹自适应滑模动态面控制研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    飞行力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵红超;史贤俊;杨秀霞
  • 通讯作者:
    杨秀霞
基于抗饱和补偿的导弹过载控制系统设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    南京理工大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵红超;高晓冬;范绍里
  • 通讯作者:
    范绍里
Backstepping Control of Supersonic Missile with Nussbaum Gain Adaptive Method
超声速导弹的努斯鲍姆增益自适应反步控制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    information
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    雷军伟;陈洁;赵红超;梁国强
  • 通讯作者:
    梁国强
机动再入体的带落角约束扩展比例导引律设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    飞行力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陶健;陈洁;赵红超;李世改
  • 通讯作者:
    李世改
机动再入体的变结构制导律设计及仿真分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    系统仿真学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈洁;李世改;赵红超
  • 通讯作者:
    赵红超

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

赵红超的其他基金

动载作用下UHMWPE复材约束高水材料支护结构的力学响应机制
  • 批准号:
    52164011
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    36 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码