申请/专利权人：北京科技大学

申请日：2023-12-18

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN117747027A

主分类号：G16C60/00

分类号：G16C60/00;G16C20/70

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.09#实质审查的生效;2024.03.22#公开

摘要：本发明提供一种矿山抗震高水充填材料设计方法和高水充填材料，包括：根据断层破坏的C‑M断裂准则和摩擦RSF定律，确定设计的基本原则：综合考虑材料的最大强度与滑移强度，最大强度用材料的静摩擦系数μs表征，滑移强度用材料的动摩擦系数μd表征；设计高水充填材料，使高水充填材料满足条件A：基于C‑M断裂准则，高水充填材料的强度满足不同龄期的强度要求和滑移前的初始最大强度要求；以及基于摩擦RSF定律，高水充填材料的动摩擦系数μd趋近于静摩擦系数μs，使滑移强度和初始最大强度接近，减少滑移过程中强度的下降；测试并优化满足条件A的高水充填材料，使其满足工程要求的条件B，得到最终的高水充填材料。本发明能设计具有良好抗震性能的充填材料。

主权项：1.一种矿山抗震高水充填材料设计方法，其特征在于，所述方法包括：S1、根据断层破坏的C-M断裂准则和摩擦RSF定律，确定设计高水充填材料的基本原则，所述基本原则为：综合考虑材料的最大强度与滑移强度，所述材料的最大强度用材料的静摩擦系数μs表征，所述滑移强度用材料的动摩擦系数μd表征；S2、根据所述基本原则，设计所述高水充填材料，使所述高水充填材料满足条件A，所述条件A：基于C-M断裂准则，所述高水充填材料的强度满足不同龄期的强度要求和滑移前的初始最大强度要求；以及基于摩擦RSF定律，所述高水充填材料的动摩擦系数μd趋近于静摩擦系数μs，使滑移强度和初始最大强度接近，减少滑移过程中强度的下降；S3、测试并优化满足条件A的高水充填材料，使其满足工程要求的条件B，得到最终的高水充填材料；所述摩擦RSF定律如下： 其中：μ是摩擦系数；V是滑动速度；θ是状态变量；μ0是参考摩擦系数，它一般在参考速度V0时测量；a和b是摩擦参数，描述了速度和状态对摩擦的影响，a、b和材料的静摩擦系数μs没有关系，所以提高充填材料强度来降低地震的风险在理论上是错误的；Dc是临界滑移距离，是一个特定的材料属性，也可称为摩擦参数；所述S2中条件A的基于摩擦RSF定律，所述高水充填材料的动摩擦系数μd趋近于静摩擦系数μs，使滑移强度和初始最大强度接近，减少滑移过程中强度的下降，具体为：摩擦参数a、b和临界滑移距离Dc满足：a-b0；或者a-b0，但断层弱化刚度与矿区系统刚度匹配；其中，a-b表示摩擦的速度依赖性，a-b的正负分别对应于速度的强化弱化，如果a-b0，则为速度强化，在这种情况下μd大于μs，且趋近于μs，因速度增加而产生的能量会被增大的摩擦所吸收，断层或者弱面只会产生同震滑移，而不会形成地震；如果a-b0,因速度增加而产生的能量和摩擦系数降低产生的能量的大部分转化为地震动能，有发生地震的风险,但如果断层弱化刚度小于矿区系统刚度，则断层弱化刚度与矿区系统刚度匹配，μd小于μs，且趋近于μs，因速度增加而产生的能量和摩擦系数降低产生的能量被矿区系统吸收，不会发生地震。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京科技大学 一种矿山抗震高水充填材料设计方法和高水充填材料

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