一、动荷载巷道围岩裂隙演化的实验研究（论文文献综述）
胡楠[1]（2021）在《深部高地应力条件下采场围岩损伤机理与稳定性分析》文中指出随着金属矿产的不断开采和利用,国内外的很多矿井已经进入了深部开采的阶段,深部“三高一扰动”的问题逐渐凸显。研究深部岩石在高地应力环境和爆破引起的冲击组合作用下的破岩机制,对保证金属矿深部开采的安全性和提升生产效率有重要的理论和工程意义。为此,本文以山东黄金集团三山岛金矿西山矿区-1005m深部开采为研究背景。首先进行现场的地应力测量和岩石基础物理力学参数测定获得深部地应力和岩石力学性质数据;然后综合运用理论分析、室内试验和数值模拟等方法,针对动静荷载共同作用下岩石的损伤过程和强度弱化规律进行了研究;最后将围岩强度的损伤弱化规律引入到数值模拟过程,对采场在高地应力和爆破冲击组合作用下的稳定性进行了研究,主要内容如下:（1）根据应力解除法的基本原理,采用空心包体应变计对三山岛金矿-690m至-1005m深度进行原岩应力测量,获得了深部矿体原岩应力随深度演化的规律。通过对现场采集样本进行室内试验,获得了深部岩石抗压强度、抗拉强度、剪切强度、波速等参数。（2）结合深部应力分布的实际情况,设定合理的轴压-围压比例,应用围压霍普金森压杆（SHPB）试验装置,对工程现场采集的试件进行了不同围压状态下的循环冲击试验研究。获得了不同冲击强度和不同围压条件对岩石的应力、应变、应变率、峰值应力、弹性模量等力学参数的影响规律和循环冲击作用下应力波所携带能量的透射、反射和吸收规律。（3）引入了考虑孔隙率的冲击损伤模型和损伤力学裂隙的扩展理论,建立了单次冲击损伤与循环冲击损伤的联系。根据单次循环损伤过程中不同阶段的特征应力,将循环冲击划分为五个损伤累积等级,并结合损伤力学理论从内部裂隙演化的角度分析了损伤累积的机理。建立了基于能量吸收率演化的应力阈值划分方法,划定了原始裂隙闭合应力和裂纹稳定扩展两个重要应力阈值,研究了不同围压和不同冲击荷载对两个阈值的影响。（4）基于霍普金森试验中能量吸收过程,计算得到了循环冲击过程的损伤变量,发现不同峰值应力的循环冲击中损伤变量的演化趋势有明显差别。将循环冲击条件下的损伤过程分为裂隙稳定扩展并逐步贯通的弱损伤累积型破坏和裂隙先稳定扩展再加速扩展的强损伤累积型破坏。应用二次函数和Logistic函数的反函数的方式,分别建立了弱损伤累积和强损伤累积过程中的损伤变量的拟合方程,均取得了良好的拟合效果,从而从能量的吸收角度建立了损伤变量与冲击次数的演化关系。（5）采用数值模拟软件,在静力分析的基础上引入爆破冲击损伤对围岩强度的弱化。根据三山岛金矿的房柱式交替向上充填采矿法开采过程,设置了 6m*6m、9m*9m和12m*12m三种截面尺寸的矿房进行模拟;从构筑免压拱的角度设置了 54m跨度单免压拱和27m跨度双免压拱的不同开采顺序对开采过程进行了模拟。从而优选了采场参数和过程,为实现高效低废采矿的目标提供了理论依据。
屠文锋[2]（2021）在《爆破动力诱发裂隙岩体破坏突水机理与过程调控方法》文中提出隧道对我国“交通强国”战略和“一带一路”倡议的实施具有关键性支撑作用。未来10年间将新建数万公里隧道,其建设规模和难度不断增大。由于地下水及其储存构造-溶洞、断层等重大灾害源普遍赋存,隧道施工中突涌水灾害频发,严重制约着隧道安全施工与高效建设。针对隧道安全施工面临的基础理论难题与重大技术挑战,由于人们对爆破扰动下隧道突涌水机理的科学认识不足,缺少有效的灾害过程调控方法,难以实现突涌水灾害主动防控。围绕爆破动力诱发裂隙岩体破坏突水机理与过程控制,本研究采用理论与模拟试验相结合的研究方法,提出了岩体爆破物理模拟与数值试验方法,建立了爆破动力扰动下隔水岩体破坏突水判据和防突最小安全厚度计算方法,系统剖析突水动力灾变演化过程,建立了考虑爆破扰动作用的突涌水过程调控机制,获得以下成果。（1）基于高压脉冲致裂原理与岩体爆破冲击理论,建立了炸药质量与非炸药式激发能量关联关系,提出了高压脉冲致裂定量模拟爆破动力的方法,破解了以往无法精确模拟爆破动力的难题。基于离散元颗粒动力接触膨胀荷载法与动刚度计算方法,引入爆炸正弦应力波加载方法,并通过叠加原理动态更新计算过程,建立了裂隙岩体三维爆破模拟方法。采用二维管道域模型对预制裂隙施加恒定水压力,并与爆炸荷载耦合作用,实现了爆炸冲击作用下含水裂隙的扩展模拟。针对不同裂隙初始水压力、爆炸荷载条件,开展了单次与循环爆破作用下裂隙岩体破坏过程模拟,揭示了爆破动力-水压作用下的裂隙岩体变形破坏规律。（2）基于爆破动力物理模拟试验方法,研制了含水裂隙动力损伤性能测试系统,由爆破动力模拟与测试装置、裂隙内水压加载与监测装置、内裂隙损伤与外裂缝扩展监测装置组成,实现了含水裂隙动力损伤测试的定量表征。针对不同爆破强度、裂隙初始水压、加载围压和爆破距离试验条件下的大尺度类岩石试件,开展了多组含水裂隙与干燥裂隙爆破动力损伤对比试验,发现了爆破诱发含水裂隙水压内升与应变振荡现象。相同初始水压下,水压内升幅值随爆破强度增大呈对数型增长,而对于动态应变幅值则呈S型增长。相同爆破强度下,水压内升幅值随初始水压增大呈S型增长,而对于动态应变幅值则呈指数型增长。随着爆破距离增加,水压内升幅值和动态应变幅值均呈反比例降低。随着加载围压的增大,裂隙水压内升与动态应变幅值均呈指数型增长。（3）对于有限边界方形试件,裂隙内水压较低时,唯有单次大当量爆破才能导致爆心处新生裂纹即刻贯通至含水裂隙。裂隙内水压较高时,单次大当量爆破会导致爆生裂隙与预制裂隙瞬时贯通并延伸至边界。爆破冲击诱发的裂隙内水压内升导致裂隙岩体有效应力改变,进一步影响岩体应力分布状态,促使含水裂隙萌生、起裂、扩展与贯通,并影响着含水裂纹的扩展模式。（4）基于裂隙岩体细观破坏特征分析,建立了反映岩体内部不均质性诱发的局部渐进破坏应力-渗流耦合模型。基于含水裂隙动力扩展模型,计算爆破-水压作用下裂隙压剪与拉剪动态应力强度因子,建立了隧道裂隙岩体动力破坏突水判据,提出了基于安全系数的隧道施工安全指导方法。基于裂隙岩体爆破动力模拟试验新认知,提出了隧道防突结构破坏的科学分区:开挖破坏区、渗透破坏区和层裂破坏区,揭示了裂隙岩体渐进破坏力学机制。（5）开挖破坏区受爆破扰动、卸荷以及原始损伤累积影响,通过计算由岩体波速降低率得到的强度折减系数来动态修正岩体扰动系数,建立了考虑循环爆破动力扰动的开挖破坏区厚度计算方法。爆炸应力波传播至前方充水溶洞等灾害源边界时,临空面岩体产生拉破坏,致使临近的防突岩体呈现明显的层裂破坏区,考虑爆炸应力波反射作用,建立了爆破扰动、水压作用下层裂破坏区厚度的计算方法。防突岩体中间为渗透破坏区,受富含水的层裂破坏区的强渗透影响出现塑性破坏区域,基于渗流微分方程和平衡微分方程,建立了层裂区水压传递下的渗透破坏区计算方法。上述分区均有效考虑了爆破动力扰动,通过叠加计算来确定隧道防突最小安全厚度,解决了以往分区未全部考虑爆破影响和计算值偏保守的问题,对类似隧道施工安全具有重要指导作用。（6）基于隧道工程地质信息判识与风险动态评估信息,融入防突结构性能评估与以光纤激光微震为载体的多元信息融合监测,提出了四阶段施工动态决策模型:地质基础判识→突水概率评估→防突性能分析→危害量级评判。利用综合权重确定方法得到突涌水主控因素,基于D-S证据理论融合分析,构建了多指标施工决策模型与决策标准。以防突结构性能调节为目标,针对不同灾害源与隧道未来开挖轮廓范围位置关系,建立了防突结构性能过程调控模型,实现了重大突涌水灾害的过程分析与科学决策。
李成杰[3]（2021）在《深部巷道爆破卸压机理与围岩稳定性研究》文中研究指明深部岩体开挖过程中,巷道围岩应力集中过大往往导致巷道失稳破坏,影响安全生产。卸压爆破作为一种有效的围岩支护方式,通过转移岩体的应力来达到支护效果,对高应力下爆破卸压机理深入研究,可为巷道围岩支护与安全性评价提供依据,有利于安全生产。在深部岩体爆破为背景下,本文以巷道爆破卸压前后的围岩体为研究对象,以理论分析和试验相结合,并借助数值模拟的方法,从单一炮孔周围岩体和巷道围岩体两个层面对爆破降压的机理开展了研究。依据高应力岩体中的爆炸应力波衰减指数,并考虑深部岩石动态拉、压强度的应变率效应,理论计算了不同地应力环境下柱状装药爆破岩体粉碎圈与裂隙圈范围。基于强弱组合岩体的静动态力学试验,分析了损伤弱化岩体的变形吸能特性,为爆破后弱化岩体可产生卸压作用提供了依据。从炮孔围岩爆炸损伤角度出发,对孔周损伤围岩进行了重新分区,相对定量地分析了爆破作用过程炮孔围岩应力与能量转移规律。结合双向加载下平板相似模型试件爆破试验,再现了卸压过程。在此基础上,从巷道整体稳定性角度考虑,将爆破损伤区域进行简化分区,借助FLAC3D模拟软件,探究了不同区域内应力分布与能量积聚情况,深入探讨了深部巷道卸压爆破作用机理。主要成果如下:（1）深部岩体中爆炸应力波衰减规律不同于浅部,地应力越大,衰减指数越大。岩体爆破损伤范围受到围压影响,等围压条件下,粉碎圈半径与裂隙圈半径随着围压的增大而逐渐减小,且裂隙圈半径减小更快。此外,随着围压增加,较低围压下裂隙圈半径降低幅度较大,说明裂纹起裂对围压比较敏感。双向不等压下,裂纹更易沿着偏应力方向扩展,而在垂直于偏应力方向上,裂纹扩展受到抑制,形成的裂隙圈范围呈椭圆形,偏应力越大,促进或抑制作用越明显。（2）损伤组合体静、动态变形破坏过程中两种组分彼此影响,损伤体促进未损伤体的径向变形破坏,而后者对前者则有抑制作用。无论是在静载还是动载下,损伤组合体中损伤体所积聚的应变能均要大于未损伤体,且损伤程度越高,两种组分积聚应变能差别也越大。相比单体试件,动载下损伤组合体中损伤体破碎程度更大,未损伤体破碎程度则更小。“煤-岩组合”特定“损伤”形式下的组合体静、动态破坏过程所吸收能量的75%以上用于损伤体的破坏,表明损伤后的岩体可以吸收较多的能量。（3）炮孔周围裂隙圈之外的岩体仍受到爆炸应力波的较大加载作用,据此在传统爆破损伤分区基础上增加了“应变硬化圈”概念。“应变硬化圈”的形成是爆破后试件加载过程弹性模量短时增大现象的根本原因,其存在一定时效性。爆破作用改变了炮孔周围岩体的应力分布与能量积聚状态,减小了应力与能量密度峰值,并使高应力或高能量密度积聚区向远离炮孔方向转移。除了炮孔钻取过程带走应变能外,爆破作用瞬间也耗散掉孔周岩体积聚的大量弹性能,远处岩体变形过程又会进一步促进岩体部分应变能转化为耗散能,这些因素促成了岩体爆破卸压效果的实现。（4）双向加载下平板爆破模型试验表明爆破可以达到卸压的效果,爆破瞬间沿炮孔径向的压缩与扰动作用导致了“应力降”的出现。“应力降”的产生类似爆破扰动下的流变现象,爆破时试件的应力状态越接近试件强度极限,爆破扰动对试件造成的损伤就越明显。双向加载下的外部应力与爆炸内部应力作用,导致试件最终以平行板面劈裂破坏为主。平板爆破试验出现的“应力降”现象是爆破作用下孔周岩体应变能瞬间释放的结果,试件爆破后继续加载下的能量再消耗过程对应着巷道围岩爆破后损伤岩体的进一步压缩变形过程。（5）利用FLAC3D模拟软件分别构建了三种不同损伤程度与弱化区厚度下的爆破弱化计算模型。爆破弱化作用对弱化区与内部塑性区径向变形影响较大,损伤程度与弱化区厚度越大,径向位移增加越明显,位移增量中来自外部弹塑性区的部分则越小,并造成弱化区与内部塑性区体积增大。（6）爆破作用降低了弱化区附近岩体的径向应力与切向应力,降低幅度随损伤程度与弱化区厚度增大而增大,同时使切向应力峰值逐渐向岩体深处转移。爆破弱化过程可导致外部弹塑性区岩体能量密度积聚,损伤程度与弱化区厚度越大,外部弹塑性区能量积聚越明显。爆破后岩体所积聚的应变能密度要小于爆破前岩体应变能密度,体现了爆破弱化岩体过程可以达到卸压效果。图[89]表[9]参[130]
胡杰[4]（2021）在《隧道块状节理岩体破坏前兆规律及块体垮塌监测预警方法》文中指出随着我国经济社会的持续高速发展以及人民对生活质量要求的不断提升,交通运输工程建设规模与数量总体上呈现不断增长的趋势。进入21世纪以来,铁路、公路工程建设步入高潮,隧道建设规模进一步增加,我国已成为世界上隧道建设数量、运营里程最大的国家。隧道围岩结构垮塌灾害是节理硬岩隧道最为常见的地质灾害之一,具备强隐蔽性、强突发性、强破坏性、强致灾性特点,灾变过程涉及节理岩体渐进破坏和危险块体群大规模垮塌,防控难度极大,每年造成严重的经济财产损失和人员伤亡。本文针对隧道节理硬岩破裂及衍生块体垮塌灾害监测预警,重点关注岩桥破断和岩块失稳两个重要的灾变阶段,综合采用案例分析、室内试验、前兆监测、机器学习、物理模拟、数值模拟等手段,系统地研究了不同应力状态下节理岩体破坏行为及伴生多元前兆演化规律,提出了基于岩体裂纹类型演化的岩桥破断预警判据;在此基础上进一步探索了岩块失稳过程尖点突变模型,提出了静、动荷载条件下,基于岩块固有振动频率演化的块体突变失稳预警判据,为块体垮塌灾害防控提供了重要的理论支撑。主要研究成果包括:（1）总结了高、中、低地应力条件下隧道节理硬质围岩常见的破裂、掉块现象,分析了破裂内在驱动要素及力学机制,将块体垮塌灾害概化为岩桥破断和岩块失稳两个主要阶段;针对张拉、拉剪、压剪三种典型应力状态的岩桥破断行为研究,创新研发了“拉-压-剪”新型多功能岩石力学试验系统,满足了不同应力状态下统一尺度立方体岩样直接破坏过程模拟及伴生多参量信息的监测需求,为不同破坏行为及前兆差异性的直观、精确对比提供了设备支撑;重点解决了直接拉伸试验偏心抑制、端部应力集中效应弱化、剪切弯矩效应弱化、小力值拉应力稳定加载、新型加载辅具设计等试验技术难题。（2）基于自主研发的新型试验平台,开展了统一尺寸节理岩样直接拉伸、拉剪、压剪破坏试验,结合声发射仪、光学高速摄像仪、红外热像仪进行破坏过程的同步监测,系统地对比分析不同应力状态下岩桥的破断行为及“声-光-热-力”多参量前兆信息演化机制,揭示了应力大小、节理贯通度对岩样强度及前兆演化的影响规律;试验与监测结果表明:三类试验破坏现象存在显着的差异,拉伸与拉剪试验脆性破坏特征显着,破裂迅速且释能特性强于压剪破坏,而声发射信号响应则明显强于温度与变形参数;在试验结果的基础上,进一步采用RFPA丰富节理岩样工况,揭示了节理贯通度增加对岩样整体强度和岩桥部位强度不同的影响规律。（3）针对响应较灵敏的声发射监测,从特征参数和波形参数两个方面对不同应力状态下岩桥破断过程的声发射信号进行深入分析,基于计数、能量、幅值、b值、主频、熵值多个声发射监测指标,从破裂数量、破裂尺度、破裂有序性等多个角度对不同应力状态下的岩桥破坏过程进行刻画分析;在此基础上进一步采用RA-AF值拉、剪裂纹分类法探索了岩桥破坏过程的破裂类型演化规律,不同破坏试验均呈现早期以拉裂纹为主,临近破坏时刻剪裂纹产生的裂纹演化机制;综合特征参数、波形参数和裂纹判识类型,建立了三种典型应力状态下节理岩体安全状态三色判识方法。（4）针对不同应力状态下的节理岩体破坏,探索基于RA-AF值拉、剪裂纹分类法的普适性预警判据,引入机器学习算法,提出了基于高斯混合模型（GMM）的声发射RA-AF值自动聚类分析方法,结合支持向量机（SVM）模型建立了拉裂纹与剪裂纹簇的最优分割方法,分析了 GMM-SVM模型在裂纹类型自动判识方面的可靠性,解决了JCMS-ⅢB5706规范中对角分割法存在的人为经验性和不确定性问题;针对工程实际,建立了声发射等数据点、分时段裂纹类型动态判识方法,将单元时段剪裂纹数超过20%且剪裂纹数据点簇呈现靠近RA轴的条带作为普适性岩桥破断预警判据,并进一步建立了基于似然比估计的拉、剪、复合裂纹三分类自动判识方法。（5）针对岩桥破断后可能产生的继发岩块失稳垮塌,重点考虑大型关键块体常见的滞后突变滑动失稳类型,建立了块体简化弹簧质子振动模型,揭示了滑动面剪切刚度对块体固有振动频率的影响机制;创新开展了大尺度岩块失稳过程物理模拟试验,揭示了应力、接触面积对块体固有振动频率的影响规律及滑动失稳过程声发射参数的响应特征,结合3DEC数值分析,进一步验证了考虑滑动面剪切刚度的简化振动模型的有效性;建立了块体失稳的尖点突变分析模型,提出了静、动荷载条件下岩块突变失稳预警判据,首次通过滑动面剪切刚度搭建起块体固有振动频率与块体稳定性分析间的桥梁。
苏晴晴[5]（2021）在《不同倾角弱充填节理砂岩动态力学特性及本构关系研究》文中进行了进一步梳理充填型节理作为软弱结构面,大量存在于地质构造中,研究表明很多崩滑事故的发生是由于忽略了不同倾角的充填型软弱节理（即弱充填节理）附近岩性的剧烈变化而引起的。本文采用理论分析和室内试验相结合的方法,研究不同倾角弱充填节理砂岩的静动态力学特性、能量耗散特征,获得能够真实反映不同倾角弱充填节理砂岩的静动态力学参数,分析其断裂演化机理及应力波传播衰减规律,构建弱充填节理岩体的黏弹塑性动态本构模型,可为节理岩体工程的稳定性维护及灾害评估提供分析计算依据和理论基础。主要研究内容和结论性成果如下:（1）系统分析单轴状态下不同倾角弱充填节理砂岩的破坏模式、动态应力应变关系、动态强度、动态峰值应变、能量耗散特性、破坏模式、典型的破坏过程、裂纹汇聚类型、断裂微观机理,推导了节理产状力学效应。结果表明,随着节理倾角的增加,砂岩试件的动态抗压强度和峰值应变整体呈U型变化趋势,在45°节理取得最小值。45°节理砂岩的能量反射系数最大,吸收能密度最小。节理倾角控制试件的最终破坏模式以及节理、岩石基体的破坏顺序,不同倾角的弱充填节理试件的最终破坏模式可分为劈裂拉伸破坏、拉-剪复合型破坏、剪切破坏;随着节理倾角的增加,破坏顺序逐渐由弱充填节理先破坏演变为岩石基体先破坏。45°节理试件的“应力双峰”现象比60°节理试件的更明显。采用高速摄像技术捕捉并系统总结了节理试件动态破裂过程中的四种裂纹汇聚模式,并与静态荷载下节理试件的裂纹汇聚类型进行了比较分析。微观断口形貌较好地揭示了节理砂岩试件的宏观断裂行为。（2）研究动静组合加载状态下,弱充填节理倾角和应变率对砂岩动态力学特性和能量演化特征的影响。结果表明,动静组合加载状态下节理试件的“应变回弹”现象明显,应力增长率呈阶段性变化特征。在三种不同的应变率下,动态峰值应变与节理倾角成反比。动态抗压强度、弹性变形模量和塑性变形模量随节理倾角的增加呈相似的变化趋势。当节理倾角从0°增加到45°时,塑性变形模量对节理倾角的敏感度明显低于弹性变形模量。应变率对弹性变形模量和塑性变形模量的影响很小,而动态抗压强度和动态峰值应变的应变率效应显着。引入吸收能释放率来描述节理试件的能量释放和转化特征。能量反射系数的变化趋势与能量透射系数、吸收能释放率的变化趋势完全相反。吸收能密度随节理倾角的增加而线性减小,随应变率的增加而增大。（3）开展三维动静组合加载试验,研究围压和弱充填节理倾角对砂岩试件动态力学特性和能量演化特征的影响。试验结果表明:围压越大,节理倾角较大的试件,其应力应变曲线的塑性段斜率越大,脆性破坏特征越明显。不同围压下,7种不同倾角弱充填节理砂岩试件的应力应变曲线均存在不同程度的“应变回弹”现象。围压越大“应变回弹”现象越严重,且节理倾角较大试件的“应变回弹”现象明显。7种不同倾角节理砂岩试件的抗压强度均随着围压的增大而增大;不同围压下,随着节理倾角的增加,弱充填节理砂岩试件的动态抗压强度整体呈V型变化趋势。三维应力状态下的节理砂岩力学效应能够较好地说明节理试件动态抗压强度的试验变化趋势。围压对节理倾角较大的砂岩试件沿胶结面分离的抑制作用和限制变形作用更加显着,可大幅提高其动态抗压强度,减小其动态峰值应变。轴压的存在使得节理倾角较大的试件更易沿胶结面发生破坏,脆性破坏特征更加显着;同时,轴压有助于倾角较小的弱充填节理发挥压缩变形性能,使得该节理试件的塑性破坏特征明显。节理倾角较大的砂岩试件在围压作用下更不利于破岩,荷载作用后的试件仍然能存储较多的弹性能,在实际工程中可能会触发二次岩爆。能量反射系数随着围压的增大而减小,能量透射系数和吸收能密度随着围压的增大而增大。（4）在静动态巴西圆盘试验中,弱充填节理倾角对砂岩试件的破坏模式有显着影响。在动态荷载作用下,随着节理倾角的增加,节理试件主要破坏模式的演变过程为:砂岩基体和节理沿胶结面分离、沿胶结面的猛烈滑移破坏和砂岩基体的拉-剪复合破坏、主断裂路径呈Z字型的拉-剪复合破坏、典型的巴西圆盘劈裂破坏,在静态试验中观察到类似的破坏模式。仅60°、75°和90°节理试件满足巴西圆盘有效性试验原理。节理试件的脆性破坏特征从明显到不明显可依次划分为:静态荷载下的节理试件、静态荷载下的完整试件、动态荷载下的完整试件和动态荷载下的节理试件。不同倾角的弱充填节理能显着降低砂岩的承载力,尤其是对于节理倾角较小的试件。峰值荷载、峰值位移与节理倾角、加载率成正比。劈裂荷载作用下节理倾角力学效应可以较好地解释节理试件峰值荷载的试验变化趋势。在动态巴西圆盘试验中,不同倾角的弱充填节理试件的峰值位移对加载率并不敏感,但对节理倾角存在明显的依赖性。动态巴西圆盘试验中节理试件的峰值位移远小于静态试验中的峰值位移,在实际工程中应进行岩体安全监测,以免突发事故发生。（5）在动态巴西圆盘试验中,能量反射系数随节理倾角和加载率的增大而减小,与能量透射系数的变化趋势相反。0°、15°和30°节理试件的能量透射系数对加载率和节理倾角不敏感,而45°、60°、75°和90°节理试件的能量透射系数随加载率和节理倾角的增大而增大。90°节理试件的能量反射系数、能量透射系数与完整试件的接近。透射能随节理倾角的增加,表现出“慢-快-慢-快”变化特征,相比于加载率,透射能对节理倾角的变化更敏感。而吸收能随着节理倾角的增加,表现出“快-慢”两阶段变化特征,相比于节理倾角,吸收能对加载率的变化更敏感。断口形貌分析有助于阐释试件宏观破坏特征,节理倾角、加载率、岩石各向异性的相互作用是导致节理试件在动态劈裂荷载作用下,产生不同的宏观破坏模式和微观断口形貌的主要原因。（6）基于动态冲击试验结果,构建能够综合考虑节理倾角、应变率效应和围压效应的弱充填节理砂岩动态本构模型。结果表明:不同围压下的动态本构模型曲线能够较好的反映试验曲线,理论峰值应力与试验结果变化趋势基本一致,建立的模型能够描述不同倾角弱充填节理砂岩在不同应力状态下的动态力学特性。分析了纵波以任意角度入射弱充填节理岩体时,应力波散射场的传播规律和纵波所衍生的横波影响,推导了应力波经n次透反射后的应力比和能量比。（7）以深部岩石巷道爆破掘进为背景,将实际工程中岩体含有不同倾角的断裂带和裂隙带简化为室内试验尺度上的弱充填节理试件,进行静动态力学试验,获得节理岩体的静动态力学参数,分析其破坏模式,对爆破参数进行优化,采用台阶法和微差爆破法施工,炮眼利用率超过95%,平均单进提高20%以上,对围岩扰动较小,巷道成形良好。图[81]表[10]参[249]。
史新帅[6]（2021）在《基于多源信息的深部掘进煤巷冲击冒顶机理试验研究》文中进行了进一步梳理针对深部掘进煤巷冲击地压问题日益突出的现状,本文依托国家自然科学基金重点项目“深部开采与巷道围岩结构稳定控制信息化基础理论（51734009）”,国家自然科学基金面上项目“深部掘进煤巷冲击冒顶多尺度效应灾变机理研究（52074259）”,以深部掘进煤巷冲击冒顶灾变为背景,首先采用声-电-波一体化测试装置对煤岩破裂失稳过程中多参量前兆信息同步采集,然后利用自主研发的大尺度三维巷道冲击地压物理模拟试验系统对动静载作用下深部掘进煤巷冲击失稳机理和破坏模式进行研究,最后采用块体离散元数值模拟揭示了冲击荷载作用下巷道围岩细观裂纹扩展演化规律与围岩锚固承载结构的形成演化机理。主要研究内容和成果如下:（1）采用自主设计的声-电-波一体化测试装置对单轴荷载作用下不同煤岩体变形破坏过程中声发射、电阻率、波速等多源信息进行同步采集,深入剖析了煤岩体破裂失稳时声发射振铃计数、b值、超声波波速、视电阻率等前兆信息的内在联系,提出了以BP神经网络为载体,融合声发射、超声波和视电阻率等多源信息的煤岩损伤失稳前兆预警模型。（2）自主研发了大尺度三维巷道冲击地压灾变演化与失稳机理模拟试验系统,通过液压加载施加静荷载模拟初始地应力,采用炸药爆炸施加冲击荷载,从而实现动静荷载的同时施加,融合多种监测手段实现了试样加载过程中多种物理信息的同步采集与相互补充,可用于研究深部巷道冲击地压发生机理,揭示冲击地压强度与抛出围岩量的关系,对研究动静载作用下不同支护巷道的破坏试验能够起到一定的指导作用。（3）利用大尺度三维巷道冲击地压物理模拟试验系统研究了动静载组合作用下不同锚固巷道冲击失稳破坏过程中应力场、变形场、地电场等的响应特征,揭示了不同支护巷道在动静载作用下的冲击失稳机理与破坏模式,建立了动静载下巷道顶板锚固结构失稳判据。（4）基于UDEC块体离散元数值计算方法研究了动静载作用下深部掘进煤巷冲击失稳全过程宏细观破裂演化机制,利用编译的FISH程序对细观损伤裂纹进行记录和追踪,获得了冲击荷载作用下巷道围岩细观裂纹扩展演化规律,揭示了动载作用下巷道围岩锚固承载结构的形成演化机理,系统分析了支护方式、初始地应力、动载强度等对巷道冲击失稳的影响,对不同工况下巷道冲击失稳过程中应力场、位移场、裂纹场演化规律进行对比分析,从细观层面揭示了深部掘进煤巷冲击失稳机理。（5）针对深部掘进煤巷提出了“监测预警+主动防控”的冲击地压综合防控策略。采用多元耦合分析对深部掘进煤巷冲击失稳危险程度进行综合评价,并根据冲击危险程度对不同掘进煤巷采取分类防冲支护措施,为深部掘进煤巷冲击地压灾害防治提供参考。该论文有图112幅,表15个,参考文献199篇。
郝定溢[7]（2021）在《非充分垮落采空区下重复采动围岩裂隙发育规律与渗流特征研究》文中研究表明本论文主要针对浅埋煤层非充分垮落采空区下煤层群开采地质条件,以南梁矿为研究背景,综合运用理论分析、实验室实验、CT三维重构反演、数值模拟及现场实测等研究方法,以非充分垮落采空区压实特征、非充分垮落采空区下重复采动围岩裂隙发育规律以及水和瓦斯渗流特征为研究对象。研究成果为煤层群开采防治水和漏风提供了理论基础。取得了如下主要创新成果:设计了可实现CT扫描原位破碎煤岩体的侧限压实装置,得出了不同粒径和不同级配的破碎煤岩体侧限压实的声发射特征、孔隙率特征和质量变化特征;采用Sensor3D语义分割模型,智能三维重构了不同应力状态下的破碎煤岩混合体,建立了破碎煤岩混合体的孔隙网络模型,揭示了孔隙结构变化特征和孔隙、喉道直径的变化规律;采用随机森林法智能三维重构了裂隙岩体,建立了裂隙岩体的裂隙网络模型,对比分析了裂隙岩体的裂隙特征和破碎煤岩混合体的孔隙特征。研究了非充分垮落采空区在重复采动前后的压实特征,揭示了非充分垮落采空区下重复采动前后的围岩裂隙发育规律,阐明了重复采动前后的围岩破坏形式,定量表征了非充分垮落采空区下重复采动前后围岩的裂隙发育程度,得出了层间距对非充分垮落采空区下重复采动围岩裂隙发育特性的影响规律。实验研究了不同粒径和不同级配破碎煤岩体、弹性和裂隙煤岩体以及组合岩体的水和瓦斯渗流特征,构建了饱和破碎煤岩体应力-孔隙-水渗流和破碎煤岩体应力-孔隙-瓦斯渗流耦合模型,掌握了裂隙煤岩体应力-瓦斯渗透率演化规律,得出了影响破碎煤岩体水和瓦斯渗透率的重要因素,得出了层间岩体裂隙发育程度对渗透率的影响规律。建立了非充分垮落采空区下重复采动流固耦合离散元模型,模拟研究了非充分垮落采空区下重复采动围岩渗流特征,得出了层间距对非充分垮落采空区下重复采动围岩渗流特征的影响,应用到煤矿灾害防控实际中,提出了非充分垮落采空区下重复采动防治水和漏风的相关措施,实现了煤层群重复采动的安全高效开采。该论文有图124幅,表43个,参考文献182篇。
王浩[8]（2021）在《大红山铜矿深埋变质灰岩动态响应特征研究》文中进行了进一步梳理深部围岩所处应力状态复杂,不仅有来自上覆岩体的自重力,而且还受到周边岩体所带来的侧向压力,给巷道爆破开挖工作带来了巨大的考验,因此亟需掌握深部围岩在动态荷载下的响应规律,为井下巷道掘进爆破参数优化提供理论基础。为研究深部围岩的动态力学特性,本文结合大红山铜矿《巷道掘进爆破残药控制关键技术研究》课题项目,选取370水平巷道围岩中变质灰岩作为研究对象,通过常规单轴冲击试验和三维动静组合加载冲击试验、数值模拟等方法,研究加载应变率、轴向静压、围压对深部围岩动态强度、应力-应变曲线、破坏形态以及能量耗散规律等动态力学性能的影响。主要研究结论如下:（1）在常规单轴冲击试验中,变质灰岩的破碎程度随加载应变率的增加而明显加剧。岩石破碎形态受加载应变率影响,当加载应变率为17s-1时,岩石破碎程度较低或不发生破坏,当加载应变率为26s-1～56s-1时,破碎体主要呈柱状劈裂结构及锥形体结构,破坏模式为典型张拉破坏,当加载应变率为增加至68s-1时,锥形破碎体与小粒径破碎体数量明显增加,表明岩石试样逐渐由张拉破坏向剪切破坏过渡;（2）常规单轴冲击试验中,加载应变率影响岩石试样破碎块度的分形特征,当加载应变率为28s-1、34s-1、56s-1、68s-1时,其分形维数分别为1.73、1.82、2.24与2.31;加载应变率与分形维数呈正相关,但分形维数随加载应变率增加的速率逐渐放缓,二者符合函数关系 Df=-1.536e-4ε2+0.028ε+1.062;（3）从能量的角度解释了岩石试样在常规单轴冲击条件下破坏的原因,能量密度越大,岩石破坏程度越严重;岩石的能量密度具备明显的应变率相关性,变质灰岩的能量密度随应变率呈线性增长趋势;（4）在三维动静组合加载试验中,在围压一定的情况下,轴向静压在22.49～40.2Mpa范围内,变质灰岩的弹性模量、组合抗压强度随轴向静压的增大呈现出增大后减小的趋势,在轴向静压为34.4Mpa、围压为8Mpa时达到最大弹性模量68.68Gpa与最大组合抗压强度177.36Mpa;在固定轴向静压的情况下,岩石的弹性模量、组合抗压强度与围压呈正相关趋势;（5）在三维动静组合加载试验中,变质灰岩表现出吸收能量与释放能量两种状态。随着轴向静压的增加,围压为2Mpa、4Mpa、6Mpa与8Mpa时,岩石的能量密度范围分别为1.81～-0.72J/cm3、2.24～-0.41 J/cm3、2.52～-0.14J/cm3 与 2.68～0.19J/cm3,呈减小趋势,反映试样逐渐由吸能状态过渡至释放能量状态;（6）在原有HJC模型参数的基础上计算得出适合本文的HJC参数,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对变质灰岩常规单轴冲击试验进行了数值模拟,形象的展示了不同时间节点下岩石的内部应力状态与破坏过程;通过微裂纹密度法定量表征子弹冲击速度为3.68m/s、7.42m/s、9.26m/s、12.78 m/s 与 14.98m/s 时变质灰岩石的损伤值 d 分别为 0.02、0.14、0.35、0.53 与 0.64。
张金浩[9]（2020）在《高应力条件下坚硬脆性岩石断裂特性研究》文中研究指明岩石的断裂特性力学研究一直是公路路堑边坡、道路工程和铁路工程建设面临的重要课题。在西部山区大开发战略的部署和“一带一路”政策的指引下,我国道路工程在山区也快速拓展,与岩石相关的工程日益增多,其中高应力条件下岩石的损伤、断裂力学行为给道路工程的建设和防护带来技术性难题。在高应力的条件下,岩石的损伤、断裂力学行为将发生与其他岩石不同的变化,其形变和损伤、断裂破坏特性也将不同,因此有必要开展在高应力条件下岩石断裂破坏特性研究,且高应力岩石本身输入、聚积、耗散和释放能量的性质以及所处复杂环境引起的力学行为对道路工程建设中灾害的发生具有决定意义。鉴于此,本文得力于国家自然科学基金项目的有力资助下,运用损伤与断裂力学、能量耗散原理等相关理论对高应力条件下硬脆性岩石材料的断裂特性机理进行分析,提出适用于高应力条件下,以能量为参数的岩石损伤-断裂本构模型,为道路工程的建设及灾害的预防提供可靠的理论依据。本文通过理论分析、单轴、三轴试验和数值分析着重对高应力条件下硬脆性岩石进行多角度的力学特性机理研究,获得成果分以下几个方面:1、分析了高应力的定义及其判别标准,从能量的角度对岩石受力破坏全过程中能量的转化形式进行了解释;对高应力公路边坡岩体单向受力条件下的力学模型以及本构模型进行分析,采用波速作为间接的物理量来表征岩石的存储能量,研究了波速与所对应的能量之间的关系,以此定义了以波速为中间桥梁的能量损伤变量,构建了单向应力条件下的岩石损伤-断裂本构模型以及损伤-断裂判据;2、选取坚硬脆性岩石材料-砂岩作为研究对象,利用单向压缩试验对所建本构模型进行验证。通过试验所测数据,绘制了岩石受力全过程的能量演化曲线,从曲线结果可以看出:外界荷载对岩石所做的功以弹性应变能的形式存储起来,总能量和可释放应变能的曲线几乎平行,只有少量的能量用于岩石内部裂纹的压密和微微扩展,峰值应变之后,可释放弹性应变能急剧下降,内部裂隙快速扩展贯通,耗散能大幅度增加,某一时刻最终超过可释放弹性应变能;峰值应变以后岩石的承载能力快速降低,逐渐降至零点,无残余变形,表现出脆性破坏;将所测数据代入所建本构模型与试验值比较可知,模型值与试验值相吻合,关键节点弹性极限强度（6.12MPa）与峰值强度（13.53MPa）所到的值与试验值所得到弹性极限强度（6.53MPa）与峰值强度（13.36 MPa）的值相差不大;因此用本文的损伤-断裂演变本构模型能够很好地解释单向应力条件下岩石的断裂演变特征机理;3、分析公路边坡岩体的受力特征和三维应力条件下的岩石本构特征,以能量来表征岩石受力变形特征,以单向应力条件下的损伤-断裂本构模型为基础,研究了三维应力条件下岩石的能量形式,定义了以能量为演变的损伤变量,以此构建了三维应力条件下的岩石损伤-断裂本构模型以及损伤-断裂判据;4、选取坚硬脆性岩石材料-砂岩作为研究对象,利用三向压缩试验对所建本构模型进行验证。通过试验所测数据,绘制损伤变量曲线及能量变化曲线,试验结果表明:试件在无围压或低应力围岩时,损伤变量随应变的增加大致呈“S”型变化,峰值应变之前,总能量、可释放弹性应变能随应变的增加呈非线性增加,耗散能在荷载加载初期,增长缓慢,在靠近峰值点时,耗散能才开始增长,峰值应变之后,可释放弹性应变能急剧下降,内部裂隙快速扩展贯通,耗散能大幅度增长,某一时刻最终超过可释放弹性应变能,岩石表现出脆性破坏;试件在高应力围压的情况下,损伤变量随应变的增加大致呈“抛物线”型变化,在峰值应变之前,总能量和可释放弹性应变的曲线几乎平行,耗散能随应变的增加几乎不变,峰值点之后,可释放弹性应变能可达到极限值而逐渐释放,由于围压的抑制作用,可释放弹性应变能最终趋于一个稳定值不在变化,岩石在高应力围压下表现出延性特征,有残余应力,而总能量和耗散能随应变增加呈良好的线性增加,在残余变形某一阶段耗散应变能会超越弹性应变能;耗散能曲线在靠近残余强度时曲线会出现明显的拐点,是岩石破坏的前兆,耗散能的迅速增加表明岩石破坏的发生;将建立的三维损伤-断裂本构与试验值进行反演分析可知,模型得出的应力-应变曲线与试验得到的数值曲线相吻合;5、根据高应力区公路岩质高陡峭边坡工程地质资料,利用数值软件建立了三维计算模型,采用本文所建的本构模型对模拟结果进行了位移场分析、应力场分析和能量场分析,得到了位移空间分布特征、应力分布特征和弹性应变能分布特征。数值分析结果说明本文试验所建模型能够反映高地应力下硬脆性岩石的力学行为和满足了工程实用性,计算结果可用于高应力区建设道路工程边坡岩体的稳定性评价。
杨建明[10]（2020）在《深部巷道围岩能量场演化机制与吸能锚杆支护机理研究》文中研究指明资源的深部开采是未来矿业发展的必然趋势,也是我国“深地”规划战略的重要发展方向。众多研究资料表明,深部岩体在高地应力的地质环境中表现出高度的非线性,受强扰动开采时会诱发岩爆、微震等一系列动力灾害,这些灾害的本质是能量非线性演化至灾变的过程,因此,从能量角度出发研究巷道失稳问题更加有效。本文采用理论分析、室内实验、数值模拟和井下试验相结合的研究方法,对深部巷道失稳破坏过程中围岩体能量场演化机制及高阻尼吸能锚杆的动态吸能特性开展了系统研究。（1）围岩变形破坏本质是能量积聚、耗散和释放综合作用结果。在弹性力学理论框架下,根据Hoek-Brown强度准则,推导距临空面不同位置岩体弹性应变能积聚和释放分布规律;由线弹性断裂力学,采用压剪滑移模型研究裂纹扩展的摩擦热能和表面能。考虑到高应力环境下,岩体裂纹尖端塑性变形所耗散塑性能越发凸显,根据双剪统一强度理论确定Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹尖端的塑性区边界曲线方程,据此结合弹塑性力学获得了塑性变形的塑性能。基于裂纹扩展能量平衡,结合算例分析各部分能量空间展布。（2）对于岩爆灾害时空演化规律复杂性,开展了不同硐径比的圆形模型巷道双向加载试验再现岩爆现象。试验时辅以微型摄像、声发射、3D-DIC等监测手段,系统获取硐壁破坏形态、空间位置及声发射能量参数等特征参量。由试验研究发现,岩爆演化表现为“能量积聚-能量释放”循环交替,且随着输入能量增加每次循环时间变短、释放能量变多;随着轴向荷载增加,应变场形状呈均匀分布→“X”形→两帮“V”形状演化。（3）考虑到距临空面不同位置岩体内裂隙发育程度和应力状态对围岩积聚与释放机制的影响,采用高温加热制备等效损伤因子D=（0.16、0.36、0.51、0.89）的花岗岩试样。设计了完整花岗岩试样和热损伤花岗岩试样变形破坏过程能量演化特征试验研究,分析了不同应力状态下等效损伤因子对试样力学特征参数、破坏形态、储能能力和耗散能转化速率的影响,同时借助颗粒流软件PFC3D分析与岩石变形破坏相关的细观特征能量阀值,提出了岩体临界支护时机判别方法。（4）针对深部硬岩发生岩爆无明显变形前兆,借鉴高阻尼橡胶材料在抗冲击工程中高阻抗特性,研发一种适用于深部硬岩岩体支护的高阻尼吸能锚杆,以及时吸收和转移冲击能。通过落锤冲击和SHPB冲击试验,研究了冲击速率、冲击频次和厚径比对吸能材料动态力学特性和吸能性能的影响;采用锚杆落锤冲击系统,研究不同规格高阻尼吸能锚杆的动态力学响应和拉伸性能的影响,揭示了高阻尼吸能锚杆缓冲吸能机制。最后,从理论角度出发分析高阻尼吸能锚杆与围岩支护耗能机理,得出支护巷道破坏能量判据。（5）在上述分析的基础上,本文以三山岛-780m水平段巷道稳定性控制为例,以现场实测地应力为边界条件,利用FLAC3D动力模块分析动静荷载下裸巷、普通锚杆和高阻尼吸能锚杆支护下巷道变形破坏规律,初步验证了高阻尼吸能锚杆缓冲吸能支护的有效性。基于此,探索性开展钻孔卸压和高阻尼吸能锚杆联合支护作用机理研究,初步实现了围岩应变能的诱导转移和硬岩趋势的有限位移吸能控制,可望为进一步改善巷道支护,降低岩爆等动力灾害。
二、动荷载巷道围岩裂隙演化的实验研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、动荷载巷道围岩裂隙演化的实验研究（论文提纲范文）
（1）深部高地应力条件下采场围岩损伤机理与稳定性分析（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 研究背景及问题 |
| 2.1 深部的定义和岩石力学特性 |
| 2.1.1 深部的定义 |
| 2.1.2 深部岩石的力学特征 |
| 2.1.3 深部岩石的力学研究中问题 |
| 2.2 动静荷载组合作用下岩石损伤过程研究 |
| 2.2.1 循环冲击荷载下岩石的力学特性研究 |
| 2.2.2 循环冲击荷载下岩石的能量耗散研究 |
| 2.3 循环冲击条件下岩石的损伤研究 |
| 2.3.1 岩石材料的损伤理论 |
| 2.3.2 损伤理论在循环冲击中的应用 |
| 2.4 问题的提出 |
| 2.5 研究内容和技术路线 |
| 2.5.1 研究内容 |
| 2.5.2 研究方案 |
| 2.5.3 技术路线 |
| 3 原岩应力和基础力学参数测试 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 工程概况 |
| 3.2.1 水文地质 |
| 3.2.2 开采方式 |
| 3.3 原岩应力测量 |
| 3.3.1 测量仪器及测量步骤 |
| 3.3.2 测量结果 |
| 3.4 岩石基础物理力学参数测定 |
| 3.4.1 密度试验 |
| 3.4.2 巴西劈裂试验 |
| 3.4.3 单轴压缩及变形试验 |
| 3.4.4 岩石变角抗剪试验 |
| 3.4.5 波速试验 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 不同围压和不同循环冲击荷载条件下花岗岩的损伤机理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 围压条件下的循环冲击试验研究 |
| 4.2.1 试验原理 |
| 4.2.2 样本采集和试件制备 |
| 4.2.3 试验设备 |
| 4.2.4 波形的选择和修正 |
| 4.2.5 试验过程 |
| 4.3 试验结果及分析 |
| 4.4 动态力学性质 |
| 4.4.1 应力-应变曲线特征 |
| 4.4.2 应力-应变演化 |
| 4.4.3 峰值应力演化 |
| 4.4.4 应变率演化 |
| 4.4.5 弹性模量演化 |
| 4.5 循环冲击过程中的能量演化 |
| 4.6 能量的吸收与应变率的关系 |
| 4.6.1 能量吸收率随应变率演化的过程 |
| 4.6.2 能量吸收的应变率效应 |
| 4.7 循环冲击中吸收能的演化 |
| 4.7.1 吸收能随着冲击次数的演化 |
| 4.7.2 吸收能量的累积 |
| 4.8 反射能和透射能的演化 |
| 4.8.1 透射能的演化 |
| 4.8.2 反射能的演化 |
| 4.9 本章小结 |
| 5 花岗岩循环冲击损伤中应力阈值的确定 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 考虑孔隙率的本构模型 |
| 5.3 基于能量吸收的应力阈值的确定方法 |
| 5.4 两个重要阈值的演化 |
| 5.5 循环冲击损伤类型的划分 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 基于能量耗散的循环冲击损伤演化类型及其方程建立 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 损伤变量 |
| 6.2.1 损伤变量的定义方法 |
| 6.2.2 基于能量耗散的损伤变量计算 |
| 6.3 强损伤累积型冲击的损伤变量 |
| 6.3.1 Logistc方程 |
| 6.3.2 强损伤累积型冲击损伤变量方程 |
| 6.4 弱损伤累积型冲击损伤变量方程 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 深部开采围岩的稳定性分析与采场参数优选 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 岩石力学参数折减 |
| 7.3 爆破作用损伤深度的确定和等效强度折减 |
| 7.4 模型的建立 |
| 7.5 不考虑强度弱化区的开采过程稳定性分析 |
| 7.6 不同矿房截面尺寸的开采过程稳定性分析 |
| 7.6.1 9m~*9m截面矿房开采过程稳定性分析 |
| 7.6.2 6m~*6m截面矿房开采过程稳定性分析 |
| 7.6.3 12m~*12m截面矿房开采过程稳定性分析 |
| 7.7 构筑免压拱方式下的开采稳定性分析 |
| 7.7.1 构筑54m跨度免压拱开采过程稳定性分析 |
| 7.7.2 构筑27m跨度双免压拱开采过程稳定性分析 |
| 7.8 本章小结 |
| 8 结论与创新点 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）爆破动力诱发裂隙岩体破坏突水机理与过程调控方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 突涌水灾变演化机理方面 |
| 1.2.2 爆破试验与模拟方法方面 |
| 1.2.3 防突安全厚度计算方面 |
| 1.2.4 隧道突涌水灾害控制方面 |
| 1.2.5 发展趋势与存在问题 |
| 1.3 主要内容与创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第二章 爆破冲击物理模拟试验与数值模拟方法 |
| 2.1 爆破冲击物理模拟试验方法 |
| 2.1.1 爆破动力模拟试验装置 |
| 2.1.2 爆破动力定量模拟方法 |
| 2.1.3 干燥裂隙扩展试验研究 |
| 2.2 爆破动力离散元数值模拟方法 |
| 2.2.1 爆破离散元模拟分析方法 |
| 2.2.2 爆破模拟参数取值与标定 |
| 2.2.3 二维裂隙扩展数值模拟结果 |
| 2.2.4 三维裂隙扩展数值模拟结果 |
| 2.3 裂隙扩展试验与模拟结果对比分析 |
| 2.3.1 单裂隙扩展对比分析 |
| 2.3.2 交叉裂隙扩展对比分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 爆破冲击下岩体裂隙水压内升机制 |
| 3.1 含水裂隙岩体爆破冲击模拟试验 |
| 3.1.1 含水裂隙动力损伤性能测试系统 |
| 3.1.2 爆破模拟试验设计与实施过程 |
| 3.2 爆破冲击下裂隙水压动态响应规律 |
| 3.2.1 单次爆破冲击下水压内升规律 |
| 3.2.2 水压内升机制影响因素分析 |
| 3.2.3 循环爆破作用下水压变化特征 |
| 3.3 爆炸冲击下应力波响应规律 |
| 3.3.1 能量特征与破裂信号分析 |
| 3.3.2 岩体震动速度响应规律 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 爆破冲击下含水裂隙岩体变形机制 |
| 4.1 单次爆破冲击下裂隙岩体变形规律 |
| 4.1.1 爆破冲击下裂隙动态扩展规律 |
| 4.1.2 爆破冲击下动态应变变化特征 |
| 4.1.3 应变振荡变化影响因素分析 |
| 4.2 循环爆破作用下岩体损伤演化规律 |
| 4.2.1 循环爆破冲击下裂隙扩展规律 |
| 4.2.2 循环爆破冲击下应变变化规律 |
| 4.3 含水裂隙岩体动力破坏离散元模拟 |
| 4.3.1 含水裂隙扩展离散元模拟程序 |
| 4.3.2 含水裂隙岩体动力破坏模拟结果 |
| 4.3.3 循环爆破下裂隙扩展模拟分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 爆破扰动下裂隙岩体动力破坏突水机理 |
| 5.1 裂隙岩体渐进破坏应力-渗流耦合模型 |
| 5.1.1 细观破坏模型基本假定 |
| 5.1.2 裂隙岩体渐进破坏模型 |
| 5.1.3 模型论证分析与验证 |
| 5.2 裂隙岩体动力破坏突水临灾判据 |
| 5.2.1 含水裂隙动力破坏力学模型 |
| 5.2.2 含水裂隙拉剪破坏判据 |
| 5.2.3 含水裂隙压剪破坏判据 |
| 5.3 突涌水灾害演化过程分析 |
| 5.3.1 裂隙岩体渐进破坏过程 |
| 5.3.2 爆破扰动下防突结构破坏分区 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 钻爆法隧道突涌水防突最小安全厚度 |
| 6.1 爆破冲击下围岩扰动破坏区范围 |
| 6.1.1 爆轰压力及应力波衰减规律 |
| 6.1.2 爆破冲击下扰动破坏区计算方法 |
| 6.1.3 围岩扰动破坏区范围影响因素分析 |
| 6.2 循环爆破作用下扰动破坏区范围 |
| 6.2.1 基于爆破扰动系数D的H-B准则修正 |
| 6.2.2 循环爆破作用下扰动破坏区计算方法 |
| 6.2.3 循环扰动破坏区影响因素分析 |
| 6.3 爆炸应力波作用下层裂破坏区范围 |
| 6.3.1 爆炸应力波反射作用机制 |
| 6.3.2 层裂破坏区范围计算方法 |
| 6.4 渗流作用下渗透破坏区范围 |
| 6.4.1 渗透破坏区范围计算方法 |
| 6.4.2 渗透破坏区范围影响因素分析 |
| 6.5 防突最小安全厚度计算分析 |
| 6.5.1 掌子面扰动破坏区计算验证 |
| 6.5.2 层裂破坏区与渗透破坏区计算验证 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 爆破诱发突水灾害施工决策与过程调控 |
| 7.1 钻爆法隧道突水灾害控制决策指标 |
| 7.1.1 不良地质因素统计分析 |
| 7.1.2 爆破开挖施工信息分析 |
| 7.1.3 岩体多元信息指标分析 |
| 7.1.4 施工决策指标体系 |
| 7.2 隧道突涌水灾害安全施工决策方法 |
| 7.2.1 钻爆法隧道施工动态决策模型 |
| 7.2.2 决策指标综合权重确定方法 |
| 7.2.3 钻爆法隧道安全施工决策标准 |
| 7.3 钻爆法隧道突水灾害过程调控方法 |
| 7.3.1 突涌水灾害过程调控模型 |
| 7.3.2 爆破施工与防突性能调控因素分析 |
| 7.3.3 调控实施过程与调控措施 |
| 7.4 爆破诱发突水过程控制与工程验证 |
| 7.4.1 隧道工程基本概况 |
| 7.4.2 爆破施工调控结果分析 |
| 7.4.3 防突结构性能调控结果分析 |
| 7.4.4 突涌水动态调控验证分析 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 博士期间参与的科研项目 |
| 博士期间发表的论文 |
| 博士期间申请的专利 |
| 博士期间获得的奖励 |
| 学位论文评痴及答辩情况表 |
（3）深部巷道爆破卸压机理与围岩稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 巷道爆破卸压方法 |
| 1.2.2 岩石柱状装药爆破致裂损伤范围研究 |
| 1.2.3 巷道爆破卸压原理研究 |
| 1.2.4 损伤组合岩体受力变形与耗能特性研究 |
| 1.2.5 爆破卸压过程巷道围岩稳定性研究 |
| 1.2.6 当前研究存在的问题与不足 |
| 1.3 研究内容与方法 |
| 2 深部岩体柱状装药围岩损伤范围 |
| 2.1 柱状装药下爆炸应力波传播与致裂机理 |
| 2.1.1 岩体中爆炸应力波衰减规律 |
| 2.1.2 炸药爆破致裂机理 |
| 2.2 柱状装药下岩体爆破损伤范围计算 |
| 2.2.1 粉碎圈与裂隙圈范围计算公式 |
| 2.2.2 深部岩体动态压、拉强度确定 |
| 2.2.3 衰减指数的确定 |
| 2.2.4 计算结果分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 基于损伤组合岩体静动态力学试验爆破卸压机理分析 |
| 3.1 损伤组合岩体静态力学与能量积聚特征 |
| 3.1.1 损伤组合岩体应力应变特征 |
| 3.1.2 损伤组合体静态变形特性分析 |
| 3.1.3 损伤组合岩体能量积聚特征 |
| 3.2 损伤组合岩体动态力学与耗能特性 |
| 3.2.1 SHPB试验步骤与原理 |
| 3.2.2 SHPB试验中损伤组合岩体动态力学特性 |
| 3.2.3 SHPB试验中损伤组合岩体耗能特性 |
| 3.3 炮孔周边岩体应力分布与能量积聚 |
| 3.3.1 爆破后炮孔围岩体损伤范围重分区 |
| 3.3.2 爆破前后孔周岩体应力分布 |
| 3.3.3 爆破前后孔周能量积聚状态 |
| 3.4 爆破过程孔周岩体卸压规律分析 |
| 3.4.1 爆破过程岩体能量耗散特征 |
| 3.4.2 单一炮孔角度爆破卸压原理分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 深部岩体爆破弱化平板模型试验 |
| 4.1 试验方案设计 |
| 4.1.1 平板试样制备 |
| 4.1.2 测试系统介绍 |
| 4.2 双向加载下平板试件爆破试验 |
| 4.2.1 平板试件爆破前准备 |
| 4.2.2 试验步骤及注意事项 |
| 4.3 试验结果分析 |
| 4.3.1 应变波变化特征 |
| 4.3.2 电阻率变化规律 |
| 4.3.3 单轴与双轴加载应力应变特征 |
| 4.3.4 双向加载下爆破前后应力应变特征 |
| 4.3.5 平板试件爆破损伤特性 |
| 4.3.6 平板试件变形破坏特征 |
| 4.4 基于二维平板加载爆破试验卸压原理分析 |
| 4.4.1 平板试件爆破过程应力降的产生 |
| 4.4.2 爆破后继续加载过程的能量再消耗 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 卸压爆破过程巷道围岩稳定性分析 |
| 5.1 爆破作用前后巷道围岩弹塑性分区 |
| 5.1.1 爆破前巷道围岩应力变形分析 |
| 5.1.2 爆破后损伤岩体简化弹塑性分区 |
| 5.2 巷道围岩爆破卸压数值仿真分析 |
| 5.2.1 数值模型建立 |
| 5.2.2 爆破卸压前后巷道围岩位移场变化 |
| 5.2.3 爆破卸压前后巷道围岩应力场变化 |
| 5.3 爆破前后巷道围岩能量积聚特征 |
| 5.3.1 爆破前围岩体能量密度计算 |
| 5.3.2 外部弹塑性区能量密度计算 |
| 5.3.3 内部塑性区与弱化区能量积聚特征 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（4）隧道块状节理岩体破坏前兆规律及块体垮塌监测预警方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 岩体结构探查与块体识别方面 |
| 1.2.2 节理岩体结构破坏过程分析方面 |
| 1.2.3 隧道围岩破坏监测预警方法方面 |
| 1.2.4 存在的问题与研究趋势 |
| 1.3 本文主要研究内容与创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第二章 “拉-压-剪”新型多功能岩石力学试验系统研发 |
| 2.1 节理岩体破裂的应力状态分析 |
| 2.2 岩桥破裂-岩块失稳灾变演化过程 |
| 2.3 “拉-压-剪”新型岩石力学试验系统 |
| 2.3.1 系统研制背景与设计思路 |
| 2.3.2 主体框架与新型试验装置 |
| 2.3.3 高精度液压伺服控制模块 |
| 2.3.4 数据实时采集与分析模块 |
| 2.3.5 试验机主要技术参数指标 |
| 2.4 试验系统可靠性验证分析 |
| 2.4.1 类岩石材料试样制备 |
| 2.4.2 试验过程与结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 不同应力状态非贯通节理岩体破坏行为分析 |
| 3.1 试验总体思路与监测方案设计 |
| 3.1.1 试验思路与节理岩样制备 |
| 3.1.2 声-光-热-力多参量监测方案 |
| 3.2 拉伸破坏行为与多参量信息演化特征 |
| 3.2.1 岩桥张拉破裂多参量监测分析 |
| 3.2.2 节理贯通度对抗拉强度影响规律 |
| 3.3 压剪破坏行为与多参量信息演化特征 |
| 3.3.1 岩桥压剪破裂多参量监测分析 |
| 3.3.2 节理贯通度对压剪强度影响规律 |
| 3.4 拉剪破坏行为与多参量信息演化特征 |
| 3.4.1 岩桥拉剪破裂多参量监测分析 |
| 3.4.2 节理贯通度对拉剪强度影响规律 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 不同应力状态岩桥破断过程声发射演化特征分析 |
| 4.1 基于RFPA模拟的岩石破裂类型概述 |
| 4.2 不同破坏模式AE参数特征对比分析 |
| 4.2.1 计数与能量演化特征 |
| 4.2.2 幅值与b值演化特征 |
| 4.3 不同破坏模式AE波形特征对比分析 |
| 4.3.1 频谱分析与主频分布特征 |
| 4.3.2 主频信息熵值演化特征 |
| 4.4 基于RA-AF值的拉、剪裂纹识别方法 |
| 4.4.1 RA-AF值裂纹判别法 |
| 4.4.2 不同破坏模式裂纹演化分析 |
| 4.5 基于AE多参数的岩体安全状态综合判识 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于GMM-SVM裂纹自动识别的岩桥破断预警判据 |
| 5.1 机器学习方法概述 |
| 5.2 GMM-SVM模型介绍 |
| 5.2.1 高斯混合模型(GMM) |
| 5.2.2 支持向量机(SVM) |
| 5.2.3 GMM-SVM裂纹识别流程 |
| 5.3 基于RA-AF值的拉、剪裂纹自动识别 |
| 5.3.1 拉、剪裂纹自动识别方法 |
| 5.3.2 岩桥临近破断自动预警判据 |
| 5.4 基于RA-AF值的拉、剪、复合裂纹自动识别 |
| 5.4.1 裂纹直接三分类法 |
| 5.4.2 基于似然比的改进三分类法 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 基于固有振动频率监测的岩块失稳突变预警判据 |
| 6.1 隧道围岩块体振动模型 |
| 6.1.1 动力特征参数 |
| 6.1.2 块体失稳模式 |
| 6.1.3 块体振动模型 |
| 6.2 块体失稳物理模拟试验研究 |
| 6.2.1 试验总体思路与装置介绍 |
| 6.2.2 试验方案与试验过程介绍 |
| 6.2.3 块体失稳固有振动频率演化 |
| 6.2.4 块体滑动摩擦声发射参数演化 |
| 6.3 基于固有频率的块体突变失稳预警方法 |
| 6.3.1 突变基本理论 |
| 6.3.2 尖点突变模型 |
| 6.3.3 静荷载下块体失稳突变预警判据 |
| 6.3.4 动荷载下块体失稳突变预警判据 |
| 6.4 块体垮塌灾变“声-振”监测模式与预警流程 |
| 6.4.1 监测模式与预警流程设计 |
| 6.4.2 监测指标隧道应用可行性 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间参与的科研项目 |
| 攻读博士期间撰写的科技论文 |
| 攻读博士期间授权的发明专利 |
| 攻读博士期间获得的荣誉奖励 |
| 学位论文评阋及答辩情况表 |
（5）不同倾角弱充填节理砂岩动态力学特性及本构关系研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 节理岩体力学分析方法 |
| 1.2.2 节理岩体静态力学特性 |
| 1.2.3 节理岩体动态力学特性 |
| 1.2.4 节理岩体本构模型 |
| 1.2.5 存在的问题及不足 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 不同倾角弱充填节理砂岩断裂演化特征分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 充填节理材料的选用 |
| 2.3 节理试件的制备 |
| 2.3.1 压缩试验节理试件的制备 |
| 2.3.2 劈裂试验节理试件的制备 |
| 2.4 静动态力学试验装置 |
| 2.5 不同倾角弱充填节理砂岩典型的断裂演化过程 |
| 2.5.1 单轴压缩试验节理砂岩的断裂演化过程 |
| 2.5.2 单轴压缩试验静动态裂纹汇聚类别对比分析 |
| 2.5.3 劈裂试验节理砂岩典型的断裂演化过程 |
| 2.5.4 劈裂试验静动态裂纹汇聚类别对比分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 不同倾角弱充填节理砂岩断口形貌分析及节理产状力学效应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 断口形貌分析 |
| 3.2.1 单轴动态压缩试验中节理砂岩断口形貌特征 |
| 3.2.2 动态劈裂试验中节理砂岩断口形貌特征 |
| 3.3 节理产状力学效应 |
| 3.3.1 单轴压缩荷载下节理产状力学效应 |
| 3.3.2 三轴压缩荷载下节理产状力学效应 |
| 3.3.3 劈裂荷载下节理产状力学效应 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 不同倾角弱充填节理砂岩动态力学特性分析 |
| 4.1 节理砂岩静动态力学特性试验方案 |
| 4.2 单轴压缩荷载作用下节理砂岩静态力学特性 |
| 4.2.1 节理砂岩静态应力-应变曲线分析 |
| 4.2.2 节理砂岩静态强度和变形特性分析 |
| 4.3 单轴压缩荷载作用下节理砂岩SHPB试验与分析 |
| 4.3.1 节理砂岩动态应力平衡验证 |
| 4.3.2 节理砂岩动态应力-应变曲线分析 |
| 4.3.3 节理砂岩动态强度和变形特性 |
| 4.4 动静组合加载下不同应变率节理砂岩SHPB试验与分析 |
| 4.4.1 试验程序 |
| 4.4.2 动态应力平衡验证 |
| 4.4.3 动静组合加载下不同应变率节理砂岩应力-应变曲线分析 |
| 4.4.4 动静组合加载下不同应变率节理砂岩强度和变形特性 |
| 4.5 动静组合加载下不同围压等级节理砂岩动态力学特性 |
| 4.5.1 围压等级对节理砂岩应力-应变曲线的影响 |
| 4.5.2 围压等级对节理砂岩强度和变形特性的影响 |
| 4.6 节理砂岩动态劈裂拉伸力学特性 |
| 4.6.1 巴西圆盘试验动态应力平衡验证 |
| 4.6.2 巴西圆盘试验有效性验证 |
| 4.6.3 荷载-位移曲线 |
| 4.6.4 峰值荷载和峰值应变与节理倾角的关系 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 不同倾角弱充填节理砂岩能量耗散特征分析 |
| 5.1 能量耗散计算方法 |
| 5.2 单轴压缩试验中节理砂岩吸收能密度和能量反射系数 |
| 5.3 动静组合加载下不同应变率节理砂岩能量耗散特征 |
| 5.3.1 典型的能量-时间曲线 |
| 5.3.2 吸收能释放率和吸收能密度 |
| 5.3.3 能量透射系数和能量反射系数 |
| 5.4 动静组合加载下不同围压等级节理砂岩能量耗散特征 |
| 5.4.1 围压对能量-时间曲线演化特征的影响 |
| 5.4.2 围压对能量透射系数和能量反射系数的影响 |
| 5.4.3 围压对吸收能密度的影响 |
| 5.5 劈裂荷载作用下节理砂岩能量耗散特征 |
| 5.5.1 节理倾角对能量-时间曲线的影响 |
| 5.5.2 节理倾角和名义加载率对透射能的影响 |
| 5.5.3 节理倾角和名义加载率对吸收能的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 不同倾角弱充填节理砂岩动态本构关系与应力波散射场传播规律 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 宏细观损伤型黏弹塑性本构模型的建立 |
| 6.2.1 本构模型元件分析 |
| 6.2.2 静态宏细观耦合损伤变量的计算 |
| 6.2.3 改进后Maxwell单元 |
| 6.3 宏细观损伤型黏弹塑性本构模型的验证 |
| 6.3.1 确定本构模型参数方法 |
| 6.3.2 试验曲线与本构曲线对比分析 |
| 6.4 应力波散射场传播规律 |
| 6.4.1 横波产生的剪应力 |
| 6.4.2 纵波的多次散射 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 工程应用 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 应力波基本理论 |
| 7.2.1 一维长杆中的应力波 |
| 7.2.2 弹性纵波在自由面上斜入射时的反射 |
| 7.2.3 弹性纵波在介质分界面斜入射时的反射与透射 |
| 7.3 岩体的动态强度与破坏准则 |
| 7.3.1 考虑时间因素和构造的主要强度理论 |
| 7.3.2 考虑应变率效应的莫尔-库伦准则 |
| 7.4 爆炸荷载作用下岩体的破坏特性 |
| 7.4.1 爆轰波和爆炸荷载 |
| 7.4.2 爆源周围岩体的分区破裂 |
| 7.4.3 断层填充材料对爆炸应力波的影响 |
| 7.5 煤矿硬岩巷道爆破设计 |
| 7.5.1 朱集东矿东翼8煤顶板回风巷道 |
| 7.5.2 张集北矿北一采区巷道 |
| 7.5.3 应用效果 |
| 7.6 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（6）基于多源信息的深部掘进煤巷冲击冒顶机理试验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及创新点 |
| 2 煤岩损伤破坏过程中多参量前兆信息试验研究 |
| 2.1 试验目的及试验内容 |
| 2.2 试验结果分析 |
| 2.3 基于多源信息互馈的煤岩损伤失稳前兆预警模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 深部巷道冲击地压灾变演化与失稳模拟试验系统研制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验系统研制及组成 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 动静载作用下深部掘进煤巷冲击失稳物理模拟试验研究 |
| 4.1 试验工程背景 |
| 4.2 物理模型试验内容及实施方案 |
| 4.3 巷道静载开挖过程试验结果分析 |
| 4.4 动载失稳阶段试验结果分析 |
| 4.5 动静载作用下深部掘进煤巷冲击冒顶失稳机理分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 深部掘进煤巷冲击失稳数值模拟研究 |
| 5.1 UDEC块体离散元数值计算方法 |
| 5.2 微观力学参数校核 |
| 5.3 数值模型建立及模拟方案 |
| 5.4 不同支护巷道冲击失稳过程模拟 |
| 5.5 初始地应力对巷道冲击失稳的影响 |
| 5.6 动载强度对巷道冲击失稳的影响 |
| 5.7 深部掘进煤巷冲击地压防控对策 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（7）非充分垮落采空区下重复采动围岩裂隙发育规律与渗流特征研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容、方法和技术路线 |
| 1.4 主要创新点 |
| 2 非充分垮落采空区压实特征 |
| 2.1 非充分压实特征理论研究 |
| 2.2 破碎煤岩体压实特性的实验研究 |
| 2.3 破碎煤岩混合体孔隙压实规律 |
| 2.4 非充分垮落采空区压实特征数值模拟 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 非充分垮落采空区下重复采动围岩裂隙发育规律 |
| 3.1 煤岩体三轴压缩试验 |
| 3.2 粉砂岩裂隙发育特性CT扫描实验 |
| 3.3 围岩裂隙发育的数值模拟 |
| 3.4 层间距对围岩裂隙发育特性的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 破碎煤岩体和裂隙岩体水渗流特征的实验研究 |
| 4.1 煤岩体水渗流特征理论研究 |
| 4.2 煤岩体水渗流特征实验方案 |
| 4.3 饱和破碎煤岩体水渗流特征实验研究 |
| 4.4 弹性和裂隙煤岩体以及组合岩体水渗流特征实验研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 破碎煤岩体和裂隙岩体瓦斯渗流特征的实验研究 |
| 5.1 煤岩体瓦斯渗流特征理论研究 |
| 5.2 煤岩体瓦斯渗流特征实验方案 |
| 5.3 破碎煤岩体瓦斯渗流特征实验研究 |
| 5.4 弹性和裂隙煤岩体以及组合岩体瓦斯渗流特征实验研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 非充分垮落采空区下重复采动防治水和漏风技术 |
| 6.1 非充分垮落采空区下重复采动灾害现状 |
| 6.2 重复采动围岩渗流特征的数值模拟研究 |
| 6.3 防治水和漏风技术 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 主要结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（8）大红山铜矿深埋变质灰岩动态响应特征研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 岩石动态力学特性的试验研究现状 |
| 1.2.2 岩石能量耗散规律研究现状 |
| 1.2.3 岩石动态力学特性的数值模拟研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线图 |
| 第二章 SHPB试验技术与岩石试样制备 |
| 2.1 SHPB试验技术 |
| 2.1.1 概述 |
| 2.1.2 试验原理 |
| 2.1.3 试验原则 |
| 2.1.4 SHPB试验装置 |
| 2.1.5 试验步骤 |
| 2.2 试样制备与基本力学参数 |
| 2.2.1 试样制备 |
| 2.2.2 基本力学参数 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 单轴冲击荷载下变质灰岩动态响应特征 |
| 3.1 试验设计 |
| 3.2 加载条件及原始波形图分析 |
| 3.2.1 原始波形图 |
| 3.2.2 应力平衡检验 |
| 3.3 试验结果 |
| 3.3.1 单轴冲击荷载下变质灰岩试验结果 |
| 3.3.2 平均应变率、入射幅值与冲击速度的关系 |
| 3.4 变质灰岩动态响应特征分析 |
| 3.4.1 应力-应变曲线分析 |
| 3.4.2 动态断裂破坏形态分析 |
| 3.4.3 破碎体块度分析 |
| 3.4.4 动态力学特性及能量吸收分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 三维动静组合条件下变质灰岩动态响应特征 |
| 4.1 三维动静组合加载装置与试验方案 |
| 4.1.1 基于SHPB的三维动静组合加载装置 |
| 4.1.2 三维动静组合加载试验方案 |
| 4.2 试验结果与分析 |
| 4.2.1 三维动静组合下岩石的弹性模量与动态抗压强度分析 |
| 4.2.2 三维动静组合下岩石的应变率分析 |
| 4.2.3 三维动静组合下能量分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 岩石单轴冲击响应特征数值模拟研究 |
| 5.1 常见的岩石材料模型 |
| 5.2 变质灰岩本构模型参数 |
| 5.2.1 HJC模型简介 |
| 5.2.2 变质灰岩模型HJC参数确定 |
| 5.3 变质灰岩本构模型参数的应用 |
| 5.3.1 SHPB模型建立及网格划分 |
| 5.3.2 波形整形技术与荷载施加方式 |
| 5.3.3 接触方式与罚函数因子 |
| 5.3.4 失效准则 |
| 5.4 模拟结果分析 |
| 5.4.1 模拟有效性验证 |
| 5.4.2 试样内部应力均匀化过程 |
| 5.4.3 破坏过程分析 |
| 5.4.4 不同加载速度下的破坏形态 |
| 5.4.5 损伤演化结分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（9）高应力条件下坚硬脆性岩石断裂特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 高应力条件下岩石材料的损伤与断裂理论研究 |
| 1.2.2 高应力条件下岩石的力学特性研究 |
| 1.2.3 高应力条件下岩石的能量演化机理研究 |
| 1.3 当前研究中存在的主要问题 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.4.1 研究方法和实施方案 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 高应力条件下岩石能量场分析 |
| 2.1 高应力区的定义及其判别标准 |
| 2.2 高应力条件下岩石的能量场分析 |
| 2.2.1 能量转换与守恒定律 |
| 2.2.2 高应力条件下岩石能量形式 |
| 2.2.3 高应力条件下岩石能量形式之间的转化 |
| 2.3 高应力条件下岩石能量场对道路边坡工程的响应机制 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 单向应力条件下岩石断裂特性研究 |
| 3.1 单向应力条件下岩石的受力分析 |
| 3.2 单向应力条件下岩石的本构模型 |
| 3.2.1 岩石的线弹性本构模型 |
| 3.2.2 岩石的非线弹性本构模型 |
| 3.2.3 岩石的弹塑性本构模型 |
| 3.2.4 单向应力条件下岩石本构关系的建立 |
| 3.3 单向应力条件下岩石本构模型的验证与分析 |
| 3.3.2 试验仪器和试验前的准备工作 |
| 3.3.3 试验过程与结果 |
| 3.3.4 损伤-断裂演变本构模型的反演对比分析 |
| 3.4 单向应力条件下岩石损伤-断裂准则 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 三维应力条件下岩石断裂特性研究 |
| 4.1 三维应力条件下岩石的受力分析 |
| 4.2 三维应力条件下岩石的本构模型 |
| 4.2.1 三维应力条件下岩石的变形特征 |
| 4.2.2 三维应力条件下的损伤变量定义 |
| 4.2.3 三维应力条件下的损伤-断裂模型的建立 |
| 4.2.4 三维应力条件下的损伤-断裂模型参数的求解和修正 |
| 4.3 三维应力条件下岩石模型的验证与分析 |
| 4.3.1 试验材料与设备 |
| 4.3.2 试验结果与分析 |
| 4.3.3 本构模型的反演对比分析 |
| 4.5 三维应力条件下岩石损伤-断裂准则 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 本构模型在公路岩质高陡峭边坡工程的应用 |
| 5.1 工程地质概况 |
| 5.1.1 工程地质环境 |
| 5.1.2 工程地质构造 |
| 5.1.3 工程区地应力构造背景 |
| 5.1.4 工程区域岩性特征 |
| 5.2 三维数值分析模型的建立 |
| 5.2.1 FLAC3D数值模拟原理 |
| 5.2.2 边坡模型的建立 |
| 5.3 模型的边界设置和本构关系 |
| 5.3.1 边界设置 |
| 5.3.2 本构关系 |
| 5.3.3 数值模拟计算平衡条件 |
| 5.4 模型地应力反演特征 |
| 5.5 数值模拟试验结果与分析 |
| 5.5.1 边坡计算初始条件 |
| 5.5.2 位移变化规律 |
| 5.5.3 应力变化规律 |
| 5.5.4 剪应变变化规律 |
| 5.5.5 塑性区变化规律 |
| 5.5.6 弹性应变能变化规律 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A:单轴压缩试验数据 |
| 附录B:波速试验数据 |
| 附录C:本构模型开发命令流 |
| 在学期间发表的论文和取得的学术成果 |
（10）深部巷道围岩能量场演化机制与吸能锚杆支护机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 论文背景 |
| 2 国内外研究现状 |
| 2.1 深部巷道围岩变形破坏能量场演化研究现状 |
| 2.1.1 围岩变形过程能量演化理论研究 |
| 2.1.2 围岩变形过程物理模型试验研究 |
| 2.1.3 含裂隙岩石变形过程能量演化研究 |
| 2.2 深部巷道稳定性控制方法研究 |
| 2.2.1 巷道支护理论研究 |
| 2.2.2 联合支护方法研究 |
| 2.2.3 吸能锚杆性能及支护研究 |
| 2.3 研究内容及技术路线 |
| 2.3.1 主要研究内容 |
| 2.3.2 技术路线 |
| 3 深部巷道围岩破裂过程能量积聚与耗散机制研究 |
| 3.1 岩石变形破坏过程能量转化 |
| 3.2 围岩破裂过程能量积聚与释放 |
| 3.2.1 弹性能分布特征 |
| 3.2.2 能量释放特征 |
| 3.3 围岩破裂过程能量耗散规律 |
| 3.3.1 计算模型 |
| 3.3.2 塑性变形耗散的塑性能 |
| 3.3.3 初始裂纹滑移耗散的摩擦能 |
| 3.3.4 裂纹扩展消耗的表面能 |
| 3.4 算例分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于深部地应力环境巷道围岩变形能量演化试验研究 |
| 4.1 试验观测系统原理与试验方案 |
| 4.1.1 试验观测系统 |
| 4.1.2 试样制备方案 |
| 4.1.3 试验过程 |
| 4.2 加载过程中硐壁宏观破裂演化规律 |
| 4.2.1 洞壁破裂演化分析 |
| 4.2.2 岩爆演化分析 |
| 4.3 加载过程中围岩能量耗散演化规律 |
| 4.3.1 围岩变形过程中能量耗散规律 |
| 4.3.2 围岩变形过程中破裂机制分析 |
| 4.4 加载过程中围岩变形场空间分布规律 |
| 4.4.1 围岩应变场演化分析 |
| 4.4.2 围岩应变场分布规律 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 含裂隙岩石变形过程能量特征试验研究 |
| 5.1 深部含裂隙岩石应力场环境 |
| 5.1.1 含裂隙岩石所处应力场分析 |
| 5.1.2 岩石变形过程能量计算方法 |
| 5.2 完整岩石变形破坏过程能量演化分析 |
| 5.2.1 试验概述 |
| 5.2.2 单轴加载下岩石能量演化分析 |
| 5.2.3 三轴加载下岩石能量演化分析 |
| 5.3 含裂隙岩石变形破坏过程能量演化分析 |
| 5.3.1 试验设备和控制方法 |
| 5.3.2 含裂隙花岗岩制备方法及试样制备 |
| 5.3.3 单轴加载下含裂隙岩石能量演化分析 |
| 5.3.4 三轴加载下含裂隙岩石能量演化分析 |
| 5.4 岩石变形破坏特征能量阀值分析 |
| 5.4.1 数值模拟的建立 |
| 5.4.2 特征能量参数的确定 |
| 5.4.3 特征能量参数的演化规律 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 高储能围岩体吸能支护高阻尼吸能锚杆研究 |
| 6.1 深埋巷道围岩锚杆支护适用性分析 |
| 6.1.1 岩爆对巷道支护结构破坏形态分析 |
| 6.1.2 岩爆对围岩支护结构功能要求 |
| 6.2 吸能材料动力学特性试验研究 |
| 6.2.1 试验方案与原理 |
| 6.2.2 吸能材料缓冲性能分析 |
| 6.2.3 吸能材料吸能性能分析 |
| 6.2.4 吸能材料缓冲吸能效果分析 |
| 6.3 高阻尼吸能锚杆动力学特性试验研究 |
| 6.3.1 高阻尼吸能锚杆简介 |
| 6.3.2 试验装置及原理 |
| 6.3.3 试验过程及实验现象 |
| 6.3.4 锚杆冲击力时程分析 |
| 6.3.5 锚杆冲击变形量分析 |
| 6.4 高阻尼吸能锚杆支护机理 |
| 6.4.1 深埋巷道围岩稳定性控制思路 |
| 6.4.2 高阻尼吸能锚杆支护结构吸能机理分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 深埋巷道围岩稳定性吸能支护工程应用研究 |
| 7.1 三山岛金矿地质与应力场环境特征 |
| 7.1.1 工程地质环境 |
| 7.1.2 研究区地应力环境 |
| 7.1.3 研究区巷道支护现状 |
| 7.2 数值计算模型 |
| 7.2.1 模拟目的与内容 |
| 7.2.2 计算模型及模型参数 |
| 7.2.3 计算边界及计算方案 |
| 7.2.4 监测点布置 |
| 7.3 不同支护手段下巷道稳定性控制研究 |
| 7.3.1 无支护巷道冲击破坏过程分析 |
| 7.3.2 锚杆支护巷道冲击破坏过程分析 |
| 7.3.3 “卸压+锚杆”支护巷道冲击破坏过程分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
四、动荷载巷道围岩裂隙演化的实验研究（论文参考文献）
- [1]深部高地应力条件下采场围岩损伤机理与稳定性分析[D]. 胡楠. 北京科技大学, 2021(08)
- [2]爆破动力诱发裂隙岩体破坏突水机理与过程调控方法[D]. 屠文锋. 山东大学, 2021(11)
- [3]深部巷道爆破卸压机理与围岩稳定性研究[D]. 李成杰. 安徽理工大学, 2021(02)
- [4]隧道块状节理岩体破坏前兆规律及块体垮塌监测预警方法[D]. 胡杰. 山东大学, 2021(10)
- [5]不同倾角弱充填节理砂岩动态力学特性及本构关系研究[D]. 苏晴晴. 安徽理工大学, 2021(02)
- [6]基于多源信息的深部掘进煤巷冲击冒顶机理试验研究[D]. 史新帅. 中国矿业大学, 2021
- [7]非充分垮落采空区下重复采动围岩裂隙发育规律与渗流特征研究[D]. 郝定溢. 中国矿业大学, 2021
- [8]大红山铜矿深埋变质灰岩动态响应特征研究[D]. 王浩. 昆明理工大学, 2021(02)
- [9]高应力条件下坚硬脆性岩石断裂特性研究[D]. 张金浩. 重庆交通大学, 2020(01)
- [10]深部巷道围岩能量场演化机制与吸能锚杆支护机理研究[D]. 杨建明. 北京科技大学, 2020