在瓦斯抽采過程中,鉆孔周圍煤體在外界工程應(yīng)力反復(fù)干擾下會(huì)發(fā)生失穩(wěn)變形破壞產(chǎn)生裂隙,導(dǎo)致瓦斯抽采效率低,易發(fā)生煤礦動(dòng)力災(zāi)害,因而研究孔周煤巖體損傷破壞及裂隙擴(kuò)展規(guī)律有很重要理論和現(xiàn)實(shí)意義。本文主要采用理論和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,運(yùn)用數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)研究單向受載下孔周煤巖體的變形破壞特征及損傷破壞演化特征。首先,采用數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)結(jié)合彈性理論對(duì)孔周煤巖體表面應(yīng)變進(jìn)行反演應(yīng)力分析,根據(jù)損傷力學(xué)理論研究單向受載下孔周煤巖損傷破壞機(jī)理,分析煤樣表面損傷因子與應(yīng)力應(yīng)變之間的關(guān)系,探討不同煤巖體損傷破壞的表面應(yīng)變及損傷破壞變化規(guī)律。其次,系統(tǒng)開展單軸、單級(jí)和分級(jí)等加載條件下的不同煤巖試樣的損傷破壞試驗(yàn),結(jié)合VIC-3D研究煤樣表面應(yīng)變場(chǎng)的變化,分析散斑損傷因子、瞬時(shí)應(yīng)變、應(yīng)變率和裂隙擴(kuò)展速率之間的關(guān)系;根據(jù)蠕變模型研究不同煤樣的蠕變參數(shù)及有效應(yīng)力關(guān)系式,分析孔周煤巖體的抗壓力學(xué)特性及蠕變規(guī)律。然后,通過在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行鉆孔試驗(yàn),及無孔與含鉆孔煤巖試樣破壞表面變形對(duì)比的單向加載試驗(yàn),研究孔周煤巖體的表面變形破壞與孔周裂隙擴(kuò)展過程,分析單向受載下孔周煤巖體的損傷破壞過程中表面的損傷因子、裂隙擴(kuò)展速率、應(yīng)力與應(yīng)變之間的變化規(guī)律。最后,結(jié)合損傷力學(xué)相關(guān)理論,采用數(shù)字圖像相關(guān)方法建立單向加載條件下孔周煤巖體表面損傷破壞裂隙擴(kuò)展力學(xué)模型,驗(yàn)證試驗(yàn)中表面損傷因子與裂隙擴(kuò)展速率變化規(guī)律,為研究孔周煤巖體損傷破壞及裂隙擴(kuò)展機(jī)理提供理論指導(dǎo)作用。
【學(xué)位單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TD712.6
【部分圖文】：

(a) 時(shí)刻 t1(b) 時(shí)刻 t2(c) 時(shí)刻 t3圖 2.2 試樣表面散斑點(diǎn)移動(dòng)過程2.1.2 孔周煤巖體表面應(yīng)變-應(yīng)力反演力學(xué)分析在對(duì)煤層進(jìn)行鉆孔抽采瓦斯時(shí)，結(jié)合有關(guān)工程實(shí)際情況[75]，可簡(jiǎn)化為煤層鉆孔力型，巷道位于模型中心，抽采鉆孔位于圓形巷道的右側(cè)，鉆孔垂直于巷道布置。模面垂直邊界條件為固定支座，兩側(cè)為滑動(dòng)支座，上部施加巖層載荷，如圖 2.3 所示

散斑點(diǎn)的移動(dòng)，通過 VIC-3D 軟件分析散斑點(diǎn)表面的位移、形變等數(shù)據(jù)，如圖 2.2 所示。(b) 時(shí)刻 t2圖 2.2 試樣表面散斑點(diǎn)移動(dòng)過程表面應(yīng)變-應(yīng)力反演力學(xué)分析孔抽采瓦斯時(shí)，結(jié)合有關(guān)工程實(shí)際情況[75]，可中心，抽采鉆孔位于圓形巷道的右側(cè)，鉆孔垂固定支座，兩側(cè)為滑動(dòng)支座，上部施加巖層

2 孔周煤巖體表面裂隙檢測(cè)方法及損傷破壞機(jī)理而在平面問題中彈性體的應(yīng)變與位移關(guān)系[74]可表示為：dxUx （dyVy （d dx yU Vx y （由于對(duì)于鉆孔周圍煤巖體表面的損傷破壞在現(xiàn)場(chǎng)很難從細(xì)觀力學(xué)角度去研究可以在實(shí)驗(yàn)室模擬單向受載下鉆孔周圍的煤巖體受力破壞模型如圖 2.4（a），觀的研究煤巖體的受力情況，可取煤巖體表面的微元體研究分析受力如圖 2.4（

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2807509