Experimental studies on the shear resistance of original coal-shale joint

Purpose. Experimental study and theoretical modeling of the shear resistance of original coal-shale joint. Methods. A two-segment model was developed to describe the shear resistance-shear displacement curves obtained from the direct shear tests of eight coal-shale joints by letting the two segments of the fitting curve pass through the peak point of each curve. Findings. The two-segment model well describes the shear resistance variation of the coal-shale joints during the shear process, and there exist good relationships between the fitting parameters and the shear testing parameters. The initial slope of the softening part of the shear resistance – shear displacement curve can help to predict whether the coal pillar will burst drastically when it fails. Moreover, the normal displacement was very small in the pre-peak range which indicates that the complete detachment of original coal-shale joint surfaces has not occurred before the peak. Originality. Direct shear tests were conducted on original coal-shale specimens for the first time, and a two-segment model is developed to describe their shear resistance-shear displacement curves. The initial slope of the softening part of the shear resistance – shear displacement curve is proposed to predict the burst tendency of coal pillar. Different from unbonded rock joints, the detachment of the original coal-shale joint occurs just after the peak. Practical implications. The conclusions may have some help to understand the shear resistance mechanism of original coal-shale joint and to provide some new ideas of maintaining coal pillar stability.Мета. Експериментальне дослідження та теоретичне моделювання опору зсуву початкового шару вуглистого сланцю. Методика. Розроблено модель для опису кривих опору зсуву й зсувного зміщення, отриманих у результаті випробувань на прямий зсув восьми шарів вуглистого сланцю. Модель включає два сегменти апроксимуючої кривої, що проходять через вищі точки описуваних кривих. Результати. Запропонована модель достовірно описує зміну опору на зсув шарів вуглистого сланцю в про-процесі зсуву, при цьому визначено наявність тісного зв’язку між параметрами апроксимації та параметрами випробування на зсув. За початковим нахилом кривої в частині ослаблення опору зсуву й зсувного зміщення можна передбачити, чи відбудеться значне руйнування цілика вугілля при його обваленні. Нормальне зміщення є незначним у передпіковому діапазоні, що свідчить про те, що в цей час не відбувається повного відриву поверхонь шару вуглистого сланцю. Наукова новизна. Випробування на прямий зсув проводилися вперше на зразках початкового вуглистого сланцю. Двохсегментна модель була розроблена спеціально для опису кривих опору зсуву та зсувного зміщення досліджуваних шарів. За початковим нахилом кривої в частині ослаблення опору зсуву й зсувного зміщення можна передбачити характер руйнування цілика. На відміну від незв’язаних шарів породи, відділення початкового шару вуглистого сланцю відбувається після пікових значень досліджуваних кривих. Практична значимість. Висновки можуть допомогти зрозуміти механізм опору зсуву в первісному шарі вуглистого сланцю й окреслити нові підходи до збереження стабільності вугільного цілика.Цель. Экспериментальное исследование и теоретическое моделирование сопротивления сдвигу первоначального слоя углистого сланца. Методика. Разработана модель для описания кривых сопротивления сдвигу и сдвигового смещения, полученных в результате испытаний на прямой сдвиг восьми слоев углистого сланца. Модель включает два сегмента аппроксимирующей кривой которые проходят через высшие точки описываемых кривых. Результаты. Предлагаемая модель достоверно описывает изменение сопротивления на сдвиг слоев углистого сланца в процессе сдвига, при этом определено наличие тесной связи между параметрами аппроксимации и параметрами испытания на сдвиг. По начальному наклону кривой в части ослабления сопротивления сдвигу и сдвигового смещения можно предсказать, произойдет ли значительное разрушение целика угля при его обрушении. Нормальное смещение незначительно в предпиковом диапазоне, что свидетельствует о том, что в это время не происходит полного отрыва поверхностей слоя углистого сланца. Научная новизна. Испытания на прямой сдвиг проводились впервые на образцах первоначального углистого сланца. Двухсегментная модель была разработана специально для описания кривых сопротивления сдвигу и сдвигового смещения исследуемых слоев. По начальному наклону кривой в части ослабления сопротивления сдвигу и сдвигового смещения можно предсказать характер разрушения целика. В отличие от несвязанных слоев породы, отделение первоначального слоя углистого сланца происходит после пиковых значений исследуемых кривых. Практическая значимость. Выводы могут помочь понять механизм сопротивления сдвигу в первоначальном слое углистого сланца и обозначить новые подходы к сохранению стабильности угольного целика.The authors gratefully acknowledge funding by China National Natural Science Foundation (51109076) and the key scientific and technological project of Henan Province (152102210316)

From the Complete Yang Model to Snyder's Model, de Sitter Special Relativity and Their Duality

By means of Dirac procedure, we re-examine Yang's quantized space-time model, its relation to Snyder's model, the de Sitter special relativity and their UV-IR duality. Starting from a dimensionless dS_5-space in a 5+1-d Mink-space a complete Yang model at both classical and quantum level can be presented and there really exist Snyder's model, the dS special relativity and the duality.Comment: 7 papge

Quantum Information Approach to Bose-Einstein Condensate in a Tilted Double-Well System

We study the ground state properties of bosons in a tilted double-well system. We use fidelity susceptibility to identify the possible ground state transitions under different tilt values. For a very small tilt (for example $10^{-10}$), two transitions are found. For a moderate tilt (for example $10^{-3}$), only one transition is found. For a large tilt (for example $10^{-1}$), no transition is found. We explain this by analyzing the spectrum of the ground state. The quantum discord and total correlation of the ground state under different tilts are also calculated to indicate those transitions. In the transition region, both quantities have peaks decaying exponentially with particle number $N$. This means for a finite-size system the transition region cannot be explained by the mean-field theory, but in the large-$N$ limit it can be.Comment: 5 pages, 5 figures, slightly different from the published versio

Behavior of axially loaded circular stainless steel tube confined concrete stub columns

A stainless steel tube confined concrete (SSTCC) stub column is a new form of steel-concrete composite column in which the stainless steel tube without bearing the axial load directly is used to confine the core concrete. It could take the advantages of both the stainless steel tube and the confined concrete columns. This paper presents the experimental investigation of circular SSTCC stub columns subjected to axial load. Meanwhile, comparative tests of the circular concrete-filled stainless steel tubes and circular hollow stainless steel tubes were also conducted. The experimental phenomena of specimens are introduced in detail and the experimental results are analyzed. Through the investigation of axial stress and circumference stress on the stainless steel tube, the interaction behavior between stainless steel tube and core concrete is studied. The experimental results showed that the stainless steel tube provides better confinement to the concrete core, thus results the compressive capacity increased obviously comparing with unconfined concrete. The load-carrying capacity of SSTCC stub columns is higher than that of concrete-filled stainless steel tubes. An equation to calculate the load-carrying capacity of SSTCC stub columns was proposed, the results based on calculation are close to the experimental results

Is the σ\sigma meson dynamically generated?

We study the problem whether the $\sigma$ meson is generated `dynamically'. A pedagogical analysis on the toy O(N) linear sigma model is performed and we find that the large $N_c$ limit and the $m_\sigma\to \infty$ limit does not commute. The sigma meson may not necessarily be described as a dynamically generated resonance. On the contrary, the sigma meson may be more appropriately described by considering it as an explicit degree of freedom in the effective lagrangian.Comment: Contribution to ``Quark Confinement and Hadron Spectrum VII'', 2--7 Sept. 2006, Ponta Delgada, Acores, Portuga

Snyder's Quantized Space-time and De Sitter Special Relativity

There is a one-to-one correspondence between Snyder's model in de Sitter space of momenta and the \dS-invariant special relativity. This indicates that physics at the Planck length $\ell_P$ and the scale $R=3/\Lambda$ should be dual to each other and there is in-between gravity of local \dS-invariance characterized by a dimensionless coupling constant $g=\ell_P/R\sim 10^{-61}$.Comment: 8 page