杨天鸿
博士 副教授 博士生导师
东北大学 工程力学研究所
岩体渗流稳定性分析与应用方面
暂无
- 姓名:杨天鸿
- 目前身份:在职研究人员
- 担任导师情况:博士生导师
- 学位:博士
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学术头衔:
博士生导师, 国家“百千万”人才工程国家级人选, 享受国务院特殊津贴专家, 教育部“新世纪优秀人才支持计划”入选者
- 职称:高级-副教授
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学科领域:
采矿工程
- 研究兴趣:岩体渗流稳定性分析与应用方面
杨天鸿,男,1968年11月出生,辽宁抚顺人,1991年于中国矿业大学水文地质与工程地质专业获学士学位,1998年于煤炭科学研究总院安全科学技术专业获硕士学位,2001年于东北大学工程力学专业获博士学位。博士后,现为东北大学教授、博士生导师,工程力学省重点学科带头人,采矿工程国家重点学科省重点实验室副主任,先后获得辽宁省青年科技奖和中国岩石力学与工程学会青年科技奖,教育部第二批新世纪优秀人才支持计划获得者,百千万人才工程国家级人选,国务院政府特殊津贴获得者。国际岩石力学学会中国国家小组成员,中国岩石力学与工程学会理事,岩石力学与工程学会东北分会副理事长,岩石力学与工程学会地下工程分会常务理事。曾经到香港大学、西澳大学进行访问交流。
主要研究领域为矿山采动岩体突冒突涌防治及边坡工程稳定性研究。主持国家自然科学基金4项,参与国家自然科学基金重大、重点项目、973项目等科研项目30余项;作为主要完成人获得国家科技进步奖二等奖1项(排名第三),省部级科技进步奖一等奖1项(排名第三),省部级自然科学奖二等奖2项,省部级科技进步奖二等奖8项(其中两项排名第一),省部级教学成果一等奖1项(排名第三)。在《力学学报》、《岩土工程学报》、《岩石力学与工程学报》、《International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences》(IF: 1.390)、《Rock Mechanics and Rock Engineering》(IF: 1.192)、《International Journal of Coal Geology》(IF: 2.069)、《Hydrogeology Journal》(IF:1.326)等国内外核心期刊上发表论文177篇,其中被SCI检索19篇,EI检索93篇,ISTP检索26篇,出版专著4部。
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杨天鸿, 梁正召, 刘红元, 唐春安, 陆培炎
岩石力学与工程学报,2002,21(11):1620~1626,-0001,():
-1年11月30日
本文应用自行开发的岩石破坏过程分析软件F-RFPA2D对广州地铁二号线隧道施工引起海珠广场地表沉陷事故进行了数值模拟分析, 再现了岩体塌陷破坏的全过程,阐明了沉陷事故的原因。
随道,, 地表沉陷,, 数值模拟
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【期刊论文】应力-损伤-渗流耦合模型及在深部煤层瓦斯卸压实践中的应用
杨天鸿, 徐涛, 刘建新, 唐世斌, 唐春安, 余启香, 石必明
岩石力学与工程学报,2005,24(16):2900~2905,-0001,():
-1年11月30日
根据瓦斯渗流与煤体变形的基本理论,引入煤体变形过程中应力、损伤与透气性演化的耦合作用方程,建立了含瓦斯煤岩破裂过程固气耦合作用模型,应用该模型拟分析了深部采动影响下瓦斯抽放过程中煤层透气性的演化和抽放孔周围瓦斯压力的变化规律,认清了开采卸压瓦斯瞬态渗流的力学机制。模拟结果表明,采动影响使得处于其上部67m的煤层卸压,透气系数增大了2000多倍,卸压范围70m左右,同现场实际观测结果比较吻合。这对于进一步深入理解开采过远程卸压瓦斯渗透性的演化、瓦斯抽放渗流的机制具有重要的理论和实践意义。
采矿工程, 含瓦斯煤, 透气性, 数值模拟, 应力-损伤-渗流耦合
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【期刊论文】Influence of Heterogeneity of Mechanical Properties on Hydraulic Fracturing in Permeable Rocks
杨天鸿, T. H. Yang, L. G. Tham, C. A. Tang, Z. Z. Liang, and Y. Tsui
,-0001,():
-1年11月30日
Numerical simulations of circular holes under internal hydraulic pressure are carried out to investigate the hydraulic fracture initiation, propagation and breakdown behavior in rocks. The hydraulic pressure increases at a constant rate. The heterogeneity of the rocks is taken into account in the study by varying the homogeneity index. In addition, the permeability is varied with the states of stress and fracture. The simulations are conducted by using a finite element code, FRFPA2D, which couples the flow, stress and damage analyses. The simulation results suggest that the fracture initiation and propagation, the roughness of the fracture path and the breakdown pressure are influenced considerably by the heterogeneity of rocks. The hole diameter elongation and the stress field evolution around the fracture tip during the fracture propagation can also provide useful information for the interpretation of the hydraulic fracturing behaviour.
Hydraulic fracturing,, heterogeneity,, permeable rocks,, Weibull', s function.,
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【期刊论文】PLAC程序在抚顺西露天矿边坡变形治理工程中的应用
杨天鸿, 唐春安, 郑雨天, 芮勇勤, 江智明, 马新民, 霍起元
地质灾害与环境保护,1999,10:(3):6~11,-0001,():
-1年11月30日
采用FLAC程序对抚顺西露天矿北帮西区W200~W600高陡边坡倾倒滑移变形机理进行数值模拟分析,并对采取的抗滑桩加固工程和疏干减压工程的治理效果进行评价,为边坡整治工程设计提供技术指导和依据。
变形机理, 数值模拟, 治理效果
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杨天鸿, , 解联库, 王善勇, 郑宏, 芮勇勤, 唐春安
岩石力学与工程学报,2005,24(6):1842~1844,-0001,():
-1年11月30日
分析了抚顺西露王码矿北帮在水压影响边坡变形特征,对抚顺西露天矿北帮西区W200~W600高陡边坡倾倒滑移变形机理进行了数值模拟分析,并对采取的搞滑桩加固工程和疏干减压工程效果进行了评价,为边坡整治工程设计提供了解技术指导和依据。分析结果表明,边坡向斜南翼顺层滑移变形主要集中在第1,2层,采取相应的治理工程之后,边坡变形明显减缓,否则,倾倒滑移体的变形探度将深入到第5层,可能产生沿第5层直到地表的整体滑移。最后介绍了部分治理工程实施后的初步实际效果,希望能够对类似边坡的失稳预测及变形控制研究起到一定的借鉴价值。
岩石力学, 倾倒滑移体, 变形梵理, 数值模拟, 治理效果
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杨天鸿
,-0001,():
-1年11月30日
为了分析岩石细观结构特性变化引起渗透性演化对宏观力学行为的影响,并进行渗流应力耦合作用下岩石破裂机制的研究。基于细观损伤力学和Biot2D经典渗流力学,建立了岩体损伤非线性本构方程和渗透率关系模型,开发出岩石破裂过程渗流-应力耦合分析系统(coupling system of flow and solid in rock failure process nalysis,简称F-RFPA 2D),拓宽了原有程序RFPA2D2D的研究领域。这个系统能够对裂纹在萌生、扩展过程中渗透率演化规律及其渗流-应力耦合机制进行模拟分析,把流固耦合问题的研究从应力状态深入到破坏过程。围绕岩石破裂过程中渗透性的演化规律及其渗流-应力耦合作用机理这一课题,开展以下方面的研究工作:(1)对经典Biot2D渗流力学做了进一步的考察,验证了建立耦合渗流方程的主要假设,讨论了各种渗流与应力耦合方程及数学模型的适用条件,通过不同深度岩体渗透率工程试验研究,分析了连续介质模型耦合渗流方程参数的物理意义、适用性和测试方法。(2)通过岩石应力应变-渗透率全过程实验研究,从细观结构特征揭示出岩石应力峰值前后的渗透性演化规律。基于逾渗理论,通过引入突跳系数这一概念,建立了描述岩石破裂过程的渗流-应力-损伤关系方程。(3)秉承RFPA2D关于岩石材料的细观非均匀性的基本思想,在统计损伤理论基础上,提出了描述岩石破裂损伤过程的渗流-应力-损伤耦合模型,建立了渗流-应力-损伤的基本方程和有限元方程,设计出耦合迭代循环求解的算法。在原有的RFPA2D程序基础上,开发出渗流与应力耦合数值模拟软件F-RFPA2D。(4)依照相关资料,模拟分析了在孔隙水压力作用下,含孔洞、裂纹和颗粒等非均匀介质岩石的破坏过程,不仅与试验结果较为一致,而且能够通过应力场和渗流场的图形显示观察到试件结构中裂纹的萌生、扩展、贯通直至整个结构破裂的全过程,加深了渗透性演化规律及其渗流-应力相互作用机制的认识,取得了一些有意义的结论。(5)应用开发的耦合分析程序,研究地铁隧洞开挖引起围岩渗流破坏过程、承压水作用引起底板突水过程、采动引起围岩渗透性演化规律和基坑开挖引起地面变形破坏过程。计算结果和实际情况较为一致,显示出该系统良好的工程应用前景。
渗流-应力-损伤耦合,, 破坏过程,, 渗透特性,, 裂纹,, 非均匀性
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杨天鸿, 芮勇勤, 唐春安, 李连崇, 申力
岩土力学,2004,25(1):153~156,-0001,():
-1年11月30日
以抚顺西露天矿北帮边坡为例,分析了边坡变形规律和破坏机制在弱层流试验的基础上, 建立了弱层流变力学模型,通过确定加速蠕变阶段来临的极限应变量和应变速率,建立了弱层长期强度的时效应方程,对于不同的边坡工况进行了动态稳定性评价。分析结果表明,采取相庆的治理工程之后,边坡稳定数明显提高,为控制边坡的蠕动变形破坏发燕尾服提供了科学依据。
蠕变试验, 倾倒滑移体, 动态稳定性, 失稳预测
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杨天鸿, 唐春安, 冯启言
岩石力学,2004,22(4):380~382,-0001,():
-1年11月30日
应用主开发的岩石破坏过程渗流与应力耦合分析软件F-RFPA2D,通过对孔隙水压作用下岩石试件加载破坏过程的数值模拟,研究了孔隙水压力对岩石强度、应力-应变曲线和破坏模式的影响,再一周了受压试件在孔隙水压力作用下破坏过程及其逐步演变的应力场和渗流场。结果表,孔隙水压力对岩石变形、破裂过程及其破坏模式有很大影响。
孔隙水压力, 数值模拟, 破坏过程
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杨天鸿, 唐春安, 李连崇, 朱万成
岩石力学与工程学报,2004,23(3):758~762,-0001,():
-1年11月30日
应用主开发的数值模拟系统,通过数值试验,很好地描述了岩石破坏损伤演化过程中渗流场变化规律,包括岩石在应力-应变曲线不同阶段的渗透率演化规律、非均匀性参渗流场分布和渗透率的影响。结果表明,非均匀性对岩石的应力峰值强度、峰值前后渗透性演化规律及其破裂机制的影响十分明显。
渗流力学,, 岩石破裂,, 渗透率,, 非均匀性,, F-RFPA2D系统
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【期刊论文】岩石破坏过程中渗-损伤关系的认识*——兼对唐红侠博士提问的答复
杨天鸿, 李连崇, 唐春安
岩石力学与工程学报,2004,24 (12):4254~4257 ,-0001,():
-1年11月30日
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