本文關(guān)鍵詞：單軸載荷破巖電磁輻射特性研究

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【摘要】：隨著社會的進(jìn)步和國民經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升,地下交通建設(shè)和各種新能源的開發(fā)利用成為當(dāng)今時代的主題之一,而這些領(lǐng)域的進(jìn)展均涉及到巖石破碎問題,如何高效、安全地將巖體破碎并保證作業(yè)空間的穩(wěn)定性是巖石破碎工程的首要任務(wù)。近年來,電磁輻射作為一門探測技術(shù)越來越得到人們的重視,運(yùn)用監(jiān)測手段預(yù)測機(jī)械破巖時巖體的破裂和失穩(wěn)程度,并選取安全有效的破巖器械和方式將變得十分重要。本文運(yùn)用理論分析和試驗研究方法,對單軸載荷作用下巖石破碎的電磁輻射特性進(jìn)行了深入研究,主要內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)應(yīng)用巖石破碎學(xué)和彈塑性力學(xué)理論,分析了壓頭靜力侵入巖體時的應(yīng)力分布情況和破巖機(jī)理,探討了巖石破碎時電磁輻射的演化過程、產(chǎn)生機(jī)理和影響因素,得到了電磁輻射信號和巖石破壞各階段存在較強(qiáng)的對應(yīng)性,為試驗研究與結(jié)果分析提供了一定的理論依據(jù)。(2)采用RMT-150C巖石力學(xué)試驗系統(tǒng)和KBD5電磁輻射監(jiān)測與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),開展了單軸載荷作用下混凝土和硬脆性花崗巖試樣破碎的電磁輻射特性試驗。結(jié)果表明:混凝土和花崗巖試樣破壞過程中會產(chǎn)生電磁輻射現(xiàn)象,且電磁輻射信號隨著加載速率的增大而逐漸增強(qiáng);不同壓頭破巖產(chǎn)生的電磁輻射信號存在差異,其中,十字型壓頭信號最強(qiáng),一字型壓頭次之,球型壓頭最弱。(3)通過試驗過程中電磁輻射與聲發(fā)射信號的對比分析,得出了巖石破裂過程中電磁輻射和聲發(fā)射信號之間的相似性以及二者產(chǎn)生機(jī)理和演化規(guī)律的差異性。電磁輻射和聲發(fā)射與巖石受載變形及破裂程度具有各自的對應(yīng)關(guān)系,運(yùn)用電磁輻射和聲發(fā)射技術(shù)同時監(jiān)測能更有效地預(yù)測巖石的真實破裂過程。(4)運(yùn)用分形-巖石力學(xué)理論對試驗所得的電磁輻射脈沖信號進(jìn)行分析和處理,得出混凝土和花崗巖試樣受載破壞過程中產(chǎn)生的電磁輻射脈沖數(shù)在時間上具有明顯的分形分布特性。加載速率越大,電磁輻射分形維數(shù)D也越大,不同壓頭破巖時的分形維數(shù)D則按球型、一字型和十字型順序依次增大,與電磁輻射脈沖信號強(qiáng)度呈正相關(guān)性。通過分形維數(shù)D的大小可以預(yù)測電磁輻射脈沖信號的強(qiáng)弱。
【學(xué)位授予單位】：湖南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU45

【參考文獻(xiàn)】

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