中国复合材料

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玻璃钢/复合材料

	2026年 55卷 8期
	刊出日期 2026-08-15

	采矿工程《金属矿山》创刊60周年成果专栏

《金属矿山》创刊60周年成果专栏

	1	宋卫东, 王义海, 夏文浩, 李佳建, 向卓志, 汪子逸,
		胶结充填体损伤演化与本构模型研究进展及展望
		胶结充填体是充填采矿法中支撑采场围岩、控制地压活动和保障采场稳定的关键承载结构,其损伤演化规律与本构模型直接关系到深部采场稳定性评价和充填体参数设计。随着矿山开采向深部延伸,充填体长期处于高地应力、高地温、渗流及爆破扰动等复杂环境中,传统以强度参数为核心的评价方法已难以满足工程需求。立足深部金属矿山安全高效开采和绿色充填发展需求,围绕胶结充填体损伤表征、损伤演化及本构建模问题,系统综述了胶结充填体损伤演化与本构模型研究进展。首先,梳理了弹性模量退化、统计分布理论、能量耗散、声发射参数及物理探测等损伤变量定义方法;其次,从单轴压缩、常规三轴、真三轴及温度—渗流—化学等特殊环境出发,总结了静态荷载下损伤演化规律,并从应变率效应、动静组合加载和循环冲击等方面分析了动态损伤积累特征;在此基础上,评述了静态损伤本构模型、蠕变本构模型、动态损伤本构模型及充填体—围岩组合体本构模型的研究现状。结果表明:① 胶结充填体损伤变量已由单一宏观力学参数表征逐步发展为多源损伤表征,但不同指标之间的定量联系仍需完善; ② 静态荷载下充填体损伤演化受应力路径、材料配比及服役环境共同影响,表现出明显的阶段性和路径相关性; ③ 动态荷载下充填体损伤主要表现为应变率效应、动静组合响应和循环冲击累积效应,但室内试验与现场扰动条件仍存在差距;④ 现有本构模型已能描述多类力学行为,但模型参数物理意义、适用边界和工程推广性仍有待加强。 “十五五”乃至更长一段时期,该领域研究应聚焦于:① 建立多源损伤指标的定量关联与多尺度损伤变量表征体系; ② 深化热—水—力—化学多场耦合损伤机制,发展广义多场耦合本构模型;③ 发展真三轴动静组合加载和循环冲击试验方法,建立室内试验与现场扰动条件的定量对应关系;④ 建立本构模型参数的可预测标定体系,提升模型的物理意义明确性与工程适用性;⑤ 推动数据驱动与物理机制融合的智能损伤识别和稳定性预警技术发展。
		2026 Vol. 55 (8): 1- [摘要] ( 112 ) [HTML 1KB] [ PDF 2315KB] ( 33 )

	20	岳中文, 陈佳瑶, 金庆雨, 刘化强, 薛克军, 刘晓文,
		岩石爆破炮孔堵塞理论与技术研究进展
		炮孔堵塞技术在提升岩石爆破能量利用率与保障工程施工质量方面发挥着关键作用。立足国家能源安全、绿色低碳发展和地下工程安全精准爆破需求,结合近20 a来国内外岩石爆破领域典型技术成果以及团队研究积累,系统梳理了炮孔堵塞理论与技术的发展脉络,并围绕堵塞机理、堵塞长度理论模型与设计方法、堵塞材料性能表征与评价、堵塞施工技术与装备发展4个方面,综述了岩石爆破炮孔堵塞理论与技术的研究进展。研究结果表明: ① 现有研究已从经验型堵塞逐步发展至基于力学与能量分析的机理研究阶段;② 堵塞长度设计研究不断深化,但多数理论模型与试验成果在复杂现场条件下的适应性仍有待验证;③ 堵塞材料研究不断取得进展,但在材料性能的普适性、工况定向适配性以及统一评价体系构建方面仍有待完善;④ 堵塞技术正由传统人工捣实方式向机械化、智能化装备方向发展,为实现爆破过程的精细化与标准化提供了技术基础。同时,当前研究仍存在堵塞机理认识和堵塞长度模型对复杂工程条件适应性不足,材料性能适用性与统一评价体系不足,施工装备数智化和在线监测能力不足,理论研究与材料研发、工艺装备及工程应用协同转化机制不完善等问题。面向“十五五”乃至更长一段时期,该领域应重点围绕堵塞机理与工程条件耦合的堵塞长度模型、新型堵塞材料及系统评价体系、堵塞施工与质量监测一体化数智装备、产—学—研—用协同转化机制等方向,推动炮孔堵塞技术向安全、精细、绿色与智能化方向发展。
		2026 Vol. 55 (8): 20- [摘要] ( 101 ) [HTML 1KB] [ PDF 3942KB] ( 18 )

	35	梁　磊, 李夕兵, 虞　力, 王海军, 董陇军, 黄麟淇, 柴慧珍, 刘惠林,
		基于机械采掘的地下金属矿山采选充一体化创新模式构建
		随着金属矿产资源开发向深部转移成为必然趋势,采选充一体化工艺已成为应对深部复杂地质环境与实现集约化开采的核心发展方向。然而,基于传统钻爆法的一体化工艺普遍存在工序间断、块度失控、分选精度低与系统协同难等瓶颈。研究提出了基于非爆机械化采掘的采选充一体化新工艺,以机械化连续采掘、精准块度控制、地下高效选别与废石原位充填为核心,通过源头工艺革新与模块化系统集成,构建“采—选—充—采”闭环运行模式,旨在显著提升开采效率与资源回收率,并从源头降低能耗与环境风险。通过系统阐述该工艺的总体架构、关键技术及适配不同矿体地质条件的个性化解决方案思路,以期为深部复杂矿床安全、绿色、高效开发提供理论和技术参考。
		2026 Vol. 55 (8): 35- [摘要] ( 135 ) [HTML 1KB] [ PDF 6652KB] ( 61 )

采矿工程

	49	王敬博, 黄　敏, 王　庆, 李欣峰, 姜昭晖, 姚　磊,
		考虑动态需求耦合风险偏好的采矿生产月计划调整优化方法
		矿山企业在面对大宗商品市场动态需求波动时,存在静态采矿生产计划难以匹配多变市场需求,导致资源配置效率低与经营风险高的问题。提出一种基于“预测—生成—评估”一体化框架的月计划调整优化方法。首先,构建隐马尔可夫模型(HMM)挖掘期货交易数据的时序特征,辨识市场需求的潜隐状态(高/中/低);其次,建立动态需求与风险偏好耦合的计划生成模型,引入不同等级的高斯扰动模拟决策者的风险偏好(进取/中立/保守),并结合矿山工艺约束生成差异化的备选计划集;最后,构建DEA-AHP综合评估体系,量化客观生产效率并融入不同市场状态下的管理策略权重,实现最优方案筛选。基于某矿山企业实际采矿生产数据的仿真测试显示,该方法生成的优化计划在全部9种测试场景下综合效用评分均优于原计划,平均提升幅度约0.94%,有效解决了生产决策与动态需求脱节的难题,为动态市场环境下的科学决策提供了理论支持。
		2026 Vol. 55 (8): 49- [摘要] ( 68 ) [HTML 1KB] [ PDF 2397KB] ( 8 )

	60	程爱平, 周鹏鸣, 朱　晔, 王　平, 吕旭东
		基于混料设计理论的多元全固废基胶凝材料配比优化研究
		针对固废材料资源化利用的低成本充填问题,以脱硫石膏、钢渣、矿渣等多元固废为研究对象,开展多元全固废基胶凝材料配比优化研究。基于混料设计理论,设计16组配比方案,制备7 d、28 d龄期的多元固废基尾砂胶结充填体,通过动静态力学试验,探究其力学响应规律及满足动静态强度要求的最优配比。结果表明:① 充填体动静态抗压强度呈显著正相关,同配比下动态强度均高于静态强度,且28 d龄期充填体的动静态强度普遍高于7 d龄期。② 基于响应面法构建的强度预测模型准确性良好,结合多元固废因素分析,发现矿渣含量主导静荷载下充填体强度,脱硫石膏含量对动荷载下强度影响最为显著。③ 灰砂比与料浆浓度固定时,充填体强度由多元固废协同作用决定,在“低—中量脱硫石膏+适中钢渣+高矿渣”的平衡配比下,多元固废基尾砂胶结充填体强度较高。研究成果可为固废基胶凝材料的配比设计提供理论指导。
		2026 Vol. 55 (8): 60- [摘要] ( 75 ) [HTML 1KB] [ PDF 3013KB] ( 16 )

	69	董军庭, 王志东, 幸吉祥, 袁海平,
		多智能预测模型驱动的锯齿形节理岩体抗剪强度预测
		锯齿形节理是岩体力学研究中重要的理想化模型,其抗剪强度精准预测对岩体工程意义重大。本研究融合群智能优化技术与可解释数据驱动方法,以50组直剪试验数据为基础,选取4项关键参数为输入、抗剪强度为输出,构建4种机器学习基础模型与2种群智能优化组合模型,通过6项指标量化评价模型性能,并结合TreeSHAP方法解析输入参数特征重要度。研究发现,群智能优化组合模型预测性能显著优于传统机器学习模型,其中CSA-XGBoost 为最优模型,可实现精准预测;节理面法向应力与节理倾角为核心影响参数,累计特征重要度超58%。本研究为锯齿形节理岩体抗剪强度定量评估提供了高效技术路线,也为同类岩体力学参数智能预测提供参考,后续可补充样本与工程验证提升模型泛化能力。
		2026 Vol. 55 (8): 69- [摘要] ( 54 ) [HTML 1KB] [ PDF 1695KB] ( 13 )

	78	倪　强, 高　祥, 葛向洲,
		岩石破裂过程声发射与红外温变特征对比
		多物理场信息融合是岩体失稳预警的研究热点。以红外温度突变比率(ITMR)、声发射突变率(AEMR) 为量化指标,对岩石破坏过程不同阶段的声发射和红外温变特征进行了试验研究。结果表明:试件加载过程中的切线模量呈现出“快速上升—平稳升降—快速下降”的阶段性特征,利用平稳升降阶段极大值确定的起裂强度为83.39 MPa,约为峰值强度的53%;切线模量变化速率随着应变的增加,呈现出“快速下降—平稳下降—快速下降”的阶段性特征,其中平稳下降和快速下降之间存在明显的拐点,根据拐点确定的损伤强度为139.67 MPa,约为峰值强度的 89%;以起裂强度、损伤强度为界,试件变形过程可被划分为压密—弹性阶段Ⅰ、裂纹萌生与稳定扩展阶段Ⅱ、裂纹不稳定扩展破坏阶段Ⅲ。AEMR、ITMR异常存在明显的互补关系;在阶段Ⅰ,AEMR、ITMR变化较为稳定,均表现为小范围内平稳波动;在阶段Ⅱ,AEMR表现为剧烈的大幅度异常跳变频繁出现,可作为岩石破坏的前期前兆,而ITMR变化平稳;在阶段Ⅲ,AEMR先有大幅度跳动异常,随后达到平静期,而ITMR大幅跳变异常较为明显,该异常可以作为岩石失稳的后期前兆。研究结果对岩土工程失稳的红外和声发射联合预警具有促进意义。
		2026 Vol. 55 (8): 78- [摘要] ( 70 ) [HTML 1KB] [ PDF 2425KB] ( 10 )

	86	李冬冬, 王　猛, 李阿涛, 孙庆超, 许　林, 李　佳,
		深井注浆锚索锈蚀时变模型及数值模拟研究
		深部煤矿开采长期面临高应力、强腐蚀和高地温耦合作用环境,注浆锚索服役性能衰减显著,亟需建立能够表征其锈蚀强度劣化过程的分析方法。以赵楼煤矿为工程背景,采用理论推导与数值模拟相结合的方法系统分析了注浆锚索锈蚀影响因素,构建了考虑氯离子浓度与温度效应的锈蚀速率模型,并进一步建立了注浆锚索锈蚀强度劣化时变模型。研究表明:注浆锚索锈蚀强度劣化受腐蚀介质扩散、温度变化及材料—界面协同退化共同控制,表现为锚索承载能力与界面粘结性能随服役时间持续衰减。注浆锚索锈蚀程度随着服役时间增加不断加剧,服役5 a 时锈蚀率达到12.83%,极限承载力损失率达到12.53%。数值模拟结果表明,锈蚀条件下巷道围岩变形与应力重分布更为明显,顶板中心点沉降最大差值为5%,顶板中心线应力最大差值为10.6%,锈蚀效应对深部巷道支护体系长期稳定性具有不可忽视的影响。开展注浆锚索锈蚀强度劣化机理及其时变响应研究,对于提升深井巷道支护设计的科学性和保障工程长期安全具有重要意义。
		2026 Vol. 55 (8): 86- [摘要] ( 66 ) [HTML 1KB] [ PDF 2277KB] ( 6 )

	96	孙晓东, 李英波, 刘轶品, 张树光, 赵书田, 韩金鑫, 赵峻康, 刘文博,
		考虑硬化效应和损伤效应共同影响的围岩蠕变模型
		为研究围压参数对岩石蠕变特性的影响,开展了多种围压条件下的岩石蠕变试验。结合硬化函数与损伤变量,构建了硬化—损伤耦合围岩三维蠕变模型,并基于屈服准则和塑性势函数实现了一维关系向三维应力状态的拓展。结合试验结果完成参数反演后,对模型进行了验证。结果表明:该模型得到的蠕变曲线与试验曲线总体吻合良好,仅在加速蠕变阶段存在局部差异,但两者相关系数均大于0.90,说明该模型能够较好地描述岩石蠕变全过程。与西原模型相比,所建立的硬化—损伤耦合围岩三维蠕变模型不仅能够表征蠕变过程中硬化效应与损伤效应的协同演化,而且对减速蠕变、稳态蠕变及加速蠕变阶段的变化规律具有更强的刻画能力,可为围岩长期稳定性分析及岩土工程设计提供理论参考。
		2026 Vol. 55 (8): 96- [摘要] ( 53 ) [HTML 1KB] [ PDF 1994KB] ( 3 )