發(fā)布時(shí)間：2018-03-12 15:40

  本文選題：煤巖　切入點(diǎn)：SHPB　出處：《安徽理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：本文以淮南市潘謝礦區(qū)張集煤礦的煤為研究對(duì)象,做煤巖的動(dòng)態(tài)壓剪復(fù)合加載實(shí)驗(yàn)研究,再結(jié)合理論分析與數(shù)值模擬,并與工程實(shí)際結(jié)合的方法,研究煤的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能。通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外煤巖的研究情況,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在關(guān)于研究煤巖的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能還是較少,且由于各地區(qū)的煤巖差別較大,所以利用基于霍普金森壓桿的動(dòng)態(tài)壓剪系統(tǒng)對(duì)淮南市潘謝礦區(qū)張集煤礦的煤巖進(jìn)行實(shí)驗(yàn),為研究煤巖的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能提供可靠性依據(jù)。通過(guò)ABAQUS模擬軟件,'驗(yàn)證基于霍普金森壓桿的動(dòng)態(tài)壓剪系統(tǒng)的可行性。先對(duì)煤巖進(jìn)行不同應(yīng)變率下的煤巖的動(dòng)態(tài)單軸壓縮試驗(yàn),得到實(shí)驗(yàn)波形,對(duì)實(shí)驗(yàn)波形進(jìn)行處理得出結(jié)論:在一定的應(yīng)變率范圍內(nèi),隨著應(yīng)變率的升高,破壞應(yīng)力整體有上升的趨勢(shì),破壞應(yīng)力具有應(yīng)變率敏感效應(yīng)。在一定的應(yīng)變率范圍內(nèi),隨著應(yīng)變率的升高,破壞應(yīng)變有上升的趨勢(shì),破壞應(yīng)變具有應(yīng)變率敏感效應(yīng)。再對(duì)煤巖進(jìn)行動(dòng)態(tài)壓剪實(shí)驗(yàn),得到實(shí)驗(yàn)波形,對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出:在一定的應(yīng)變率范圍內(nèi),隨著應(yīng)變率的升高,破壞應(yīng)力也隨著升高,當(dāng)應(yīng)變率升高到一定程度時(shí),破壞應(yīng)力開(kāi)始下降,到最后無(wú)明顯的變化。破壞應(yīng)力對(duì)應(yīng)變率具有一定敏感效應(yīng)。在一定的應(yīng)變率范圍內(nèi),隨著應(yīng)變率的升高,動(dòng)態(tài)彈性模量也隨著上高,當(dāng)應(yīng)變率升高到一定成的時(shí)候,動(dòng)態(tài)彈性模量又降低,到原來(lái)的動(dòng)態(tài)彈性模量,最后趨于穩(wěn)定,無(wú)明顯變化。動(dòng)態(tài)彈性模量對(duì)應(yīng)變率具有一定的敏感效應(yīng)。再進(jìn)行對(duì)比分析得出:煤巖的破壞應(yīng)變與加載路徑具有很大相關(guān)性。為研究煤巖的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能提供依據(jù)。通過(guò)ABAQUS模擬巖-煤-巖的實(shí)際工作面,通過(guò)對(duì)比分析兩種不同沖擊下的煤巖破壞情況,得出煤巖在斜方向即壓剪的情況下破壞范圍更廣,破壞情況更嚴(yán)重,與煤巖的動(dòng)態(tài)壓剪實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同。
[Abstract]:In this paper, the coal of Zhangji Coal Mine in Panxie Mining area of Huainan City is taken as the research object, and the method of dynamic compression and shear composite loading of coal and rock is studied, combined with theoretical analysis and numerical simulation, as well as the method of combining with engineering practice. The dynamic mechanical properties of coal are studied. By analyzing the research situation of coal and rock at home and abroad, it is found that there are few researches on dynamic mechanical properties of coal and rock at present, and the difference between coal and rock in different regions is great. So the dynamic compression shear system based on Hopkinson pressure bar is used to test the coal and rock of Zhangji Coal Mine in Panxie Mining area, Huainan City. In order to provide reliable basis for studying dynamic mechanical properties of coal and rock, the feasibility of dynamic compression shear system based on Hopkinson compression bar is verified by ABAQUS simulation software. First, dynamic uniaxial compression tests of coal and rock at different strain rates are carried out. The experimental waveform is obtained, and the experimental waveform is processed. It is concluded that in a certain range of strain rates, with the increase of strain rate, the overall failure stress tends to rise. Failure stress has strain rate-sensitive effect. In a certain range of strain rates, with the increase of strain rate, the failure strain tends to increase, and the failure strain has strain rate-sensitive effect. The experimental waveform is obtained and the experimental data are analyzed. It is concluded that in a certain range of strain rates, the failure stress increases with the increase of strain rate, and when the strain rate increases to a certain extent, the failure stress begins to decrease. In the end, there is no obvious change. The failure stress is sensitive to the strain rate. In a certain range of strain rates, the dynamic elastic modulus increases with the increase of the strain rate, and when the strain rate increases to a certain extent, The dynamic modulus of elasticity decreases again, and the original dynamic modulus of elasticity tends to stabilize. There is no obvious change. Dynamic modulus of elasticity has some sensitive effect on strain rate. The comparison and analysis show that the failure strain of coal and rock has a great correlation with loading path, which provides a useful method for studying dynamic mechanical properties of coal and rock. By means of ABAQUS, the actual working face of rock-coal-rock is simulated, By comparing and analyzing the failure of coal and rock under two different impact conditions, it is concluded that the failure range of coal and rock is wider and the damage is more serious in the case of oblique direction or compression shear, which is the same as the dynamic compression shear test results of coal and rock.
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TD313

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本文編號(hào)：1602214