本文選題：含水率 + 加載速率��； 參考：《太原理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：眾所周知,我國(guó)煤礦中危害最大的災(zāi)難即煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害,其中煤與瓦斯突出事故的危險(xiǎn)性及危害性首居其位�？刹汕�,煤體原應(yīng)力處于平衡狀態(tài),但當(dāng)采動(dòng)加載時(shí)原平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樵黾哟怪睉?yīng)力到超過(guò)荷載極限,同時(shí)降低水平應(yīng)力的采動(dòng)響應(yīng)過(guò)程。發(fā)生煤與瓦斯突出時(shí)產(chǎn)生變形、破裂過(guò)程中會(huì)以聲波的形式進(jìn)行傳播煤巖體內(nèi)部微裂隙結(jié)構(gòu)、地應(yīng)力變化等可以作為預(yù)兆信息,本論文利用WYS-800微機(jī)控制電液伺服三軸瓦斯?jié)B流實(shí)驗(yàn)裝置及聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng),結(jié)合水分、瓦斯及不同加載速率綜合因素,改進(jìn)了加載條件及過(guò)程,除了研究力學(xué)性質(zhì)、聲發(fā)射信號(hào)序列演化規(guī)律,并新添加了滲流性能。具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)不同加載速率下試件的應(yīng)力應(yīng)變力學(xué)特性很相似,但隨著試件加載速率的增大,軸向應(yīng)力峰值明顯降低。同時(shí)不同加載速率加載過(guò)程試件出現(xiàn)體積擴(kuò)容現(xiàn)象。(2)在瓦斯壓力為1MPa、圍壓卸載速率為0.01MPa/s加載條件下,煤樣滲流速率、滲透率與加載速率呈正相關(guān)非線(xiàn)性趨勢(shì),但滲流速率、滲透率隨著加載速率增大其變化速率減小。指數(shù)函數(shù)k=a-bc~x可以更好表征加載速率與滲流速率、滲透率關(guān)系,其中a、b、c為擬合系數(shù)。該關(guān)系式中對(duì)于高含水率試件擬合度會(huì)更高。(3)與高含水率試件相比,含水率煤樣的滲透率和滲流速率隨著含水率的增大。相同含水率條件下,加載速率的變化幅度越大,滲透率和滲流速率增大的幅度也越大。不同含水率下的含瓦斯煤滲透率呈現(xiàn)一定下降趨勢(shì),且含水率與滲透率之間符合二次多項(xiàng)式關(guān)系,加載速率越大,擬合效果越好。(4)煤體初始瓦斯?jié)B流過(guò)程中聲發(fā)射信號(hào)出現(xiàn)間歇性特征,即出現(xiàn)一個(gè)密集段后緊接著一個(gè)短暫的間歇段,間歇段內(nèi)的信號(hào)相比于密集度較微,整個(gè)滲流過(guò)程聲發(fā)射信號(hào)逐漸減弱。但隨著含水率的增大,初始瓦斯?jié)B流過(guò)程聲發(fā)射信號(hào)呈現(xiàn)逐漸增大趨勢(shì)。(5)不同含水率條件下試件受載過(guò)程中聲發(fā)射計(jì)數(shù)率變化與應(yīng)力變化趨勢(shì)幾乎一致。隨著含水率的遞增,應(yīng)力峰值及聲發(fā)射累積計(jì)數(shù)呈現(xiàn)減弱趨勢(shì)。對(duì)比不同加載速率下含瓦斯煤受載過(guò)程的聲發(fā)射特征參數(shù)表明加載速率越大,試件整個(gè)過(guò)程聲發(fā)射事件數(shù)越多,且平均幅值越大。在試件破壞前,聲發(fā)射事件數(shù)積聚增多,直至破壞。其中可用冪函數(shù)來(lái)表征加載速率與聲發(fā)射累積計(jì)數(shù)之間的關(guān)系。此論文研究的是利用聲發(fā)射技術(shù)捕捉有效聲波預(yù)兆信息,監(jiān)測(cè)分析的結(jié)果對(duì)于監(jiān)測(cè)煤體內(nèi)部損傷機(jī)制、演化過(guò)程及優(yōu)化含瓦斯煤動(dòng)力災(zāi)害的預(yù)測(cè)預(yù)防治理措施有實(shí)際應(yīng)用意義。
[Abstract]:It is well known that coal and gas power disaster is the most harmful disaster in coal mine in China, in which coal and gas outburst accidents are the most dangerous and harmful. Before mining, the original stress of coal body is in equilibrium state, but the original equilibrium state changes to increase vertical stress to exceed the limit of load when mining is loaded, and at the same time reduce the dynamic response process of horizontal stress. When coal and gas outburst occur, deformation will occur, and in the process of rupture, the micro-fracture structure of coal and rock mass will be propagated in the form of sound waves, and the variation of in-situ stress can be used as a precursor information. In this paper, WYS-800 microcomputer is used to control the electro-hydraulic servo triaxial gas seepage experimental device and acoustic emission detection system. Combined with the comprehensive factors of moisture, gas and different loading rates, the loading conditions and processes are improved, except for the study of mechanical properties. The evolution rule of acoustic emission signal sequence and the new seepage performance are added. The results are as follows: (1) the stress-strain properties of specimens at different loading rates are very similar, but with the increase of loading rate, the axial stress peak value decreases obviously. At the same time, under the condition of gas pressure of 1MPa and confining pressure of 0.01MPa/s loading, the seepage rate, permeability and loading rate of coal sample are positively correlated with nonlinear trend, but the seepage rate is positive. The permeability decreases with the increase of loading rate. The exponential function k=a-bc~x can better characterize the relationship between loading rate, seepage rate and permeability. In this relation, the fitting degree of high moisture content specimen will be higher than that of high water cut sample, and the permeability and seepage rate of water cut coal sample will increase with the increase of water content. Under the same water cut, the larger the range of loading rate, the larger the increase of permeability and seepage rate. The permeability of gas-bearing coal under different water cut shows a certain decreasing trend, and the relation between water cut and permeability accords with quadratic polynomial relation, and the loading rate is higher. The better the fitting effect is, the more intermittent the acoustic emission signals appear in the initial gas seepage process of coal body, that is, a dense section followed by a short interval section, and the signal in the intermittent section is less than that in the dense section. The acoustic emission signal decreases gradually during the whole seepage process. However, with the increase of water content, the acoustic emission signal of initial gas seepage process gradually increases. 5) under different water content, the change of acoustic emission counting rate is almost consistent with the change trend of stress. With the increase of water content, the peak stress and the cumulative acoustic emission (AE) count tend to weaken. Compared with the acoustic emission characteristic parameters of the loading process of gas-bearing coal under different loading rates, the larger the loading rate, the more the number of acoustic emission events and the larger the average amplitude. Before the specimen was destroyed, the number of acoustic emission events accumulated and increased until the damage. The power function can be used to characterize the relationship between loading rate and cumulative acoustic emission counting. In this paper, acoustic emission technology is used to capture effective acoustic precursor information. The results of monitoring and analysis are of practical significance for monitoring the internal damage mechanism of coal body, the evolution process and optimizing the prevention and control measures for the prediction and control of coal-bearing power disaster.
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TD713

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 萬(wàn)志軍,李學(xué)華,劉長(zhǎng)友;加載速率對(duì)巖石聲發(fā)射活動(dòng)的影響[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2001年04期

2 周輝;楊艷霜;肖海斌;張傳慶;付亞平;;硬脆性大理巖單軸抗拉強(qiáng)度特性的加載速率效應(yīng)研究——試驗(yàn)特征與機(jī)制[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2013年09期

3 柳永寧;朱金華;周惠久;A.KILDEGAARD;J.A.KRISTENSEN;;加載速率及溫度對(duì)碳素鋼脆性轉(zhuǎn)化的影響[J];金屬學(xué)報(bào);1990年03期

4 尹小濤;葛修潤(rùn);李春光;王水林;;加載速率對(duì)巖石材料力學(xué)行為的影響[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2010年S1期

5 陳大年;《高應(yīng)力及超高加載速率下的材料性態(tài)》[J];爆炸與沖擊;1987年02期

6 任學(xué)沖,王國(guó)珍,陳劍虹;加載速率對(duì)缺口前應(yīng)力、應(yīng)變分布的影響[J];甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2003年03期

7 王立民;許敦山;劉長(zhǎng)雷;;加載速率對(duì)巖石破壞的影響研究[J];山東煤炭科技;2013年02期

8 楊麗,張寶友,崔約賢,王輝亭;加載速率對(duì)30A鋼斷裂韌性的影響[J];兵器材料科學(xué)與工程;2003年05期

9 王國(guó)珍,王玉良,陳劍虹;不同缺口尺寸試樣斷裂行為的加載速率敏感性[J];理化檢驗(yàn)(物理分冊(cè));2003年10期

10 姜耀東;李海濤;趙毅鑫;周坤;;加載速率對(duì)能量積聚與耗散的影響[J];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2014年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 孔慶巒;李文廷;任冠韜;李明宇;;不同加載速率下砂巖力學(xué)特性的研究[A];第三屆巖石力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上）[C];1985年

2 彭芳樂(lè);李福林;李建中;龍岡文夫;;砂土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的加載速率效應(yīng)分析[A];第九屆全國(guó)巖土力學(xué)數(shù)值分析與解析方法討論會(huì)論文集[C];2007年

3 尹小濤;葛修潤(rùn);李春光;王水林;;加載速率對(duì)巖石材料力學(xué)行為的影響[A];第十一次全國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2010年

4 席道瑛;謝端;張毅;何炬;;加載速率對(duì)巖石力學(xué)性質(zhì)及聲發(fā)射率的影響[A];第四屆全國(guó)巖石動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文選集[C];1994年

5 劉超;馮其京;王裴;;沖擊壓力、加載速率及加載方式對(duì)于溝槽微射流的影響[A];中國(guó)工程物理研究院科技年報(bào)（2005）[C];2005年

6 楊錫階;王時(shí)越;黃志靜;孫本強(qiáng);王東偉;;加載速率對(duì)玻璃纖維土工格柵斷裂強(qiáng)力的影響[A];第七屆全國(guó)MTS材料試驗(yàn)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（二）[C];2007年

7 陶永強(qiáng);矯桂瓊;王波;李俊;;同加載速率下2D編織C/SiC復(fù)合材料的拉伸試驗(yàn)研究和應(yīng)力-應(yīng)變行為模擬[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

8 陳忠安;趙永茂;劉進(jìn);;手動(dòng)加載系統(tǒng)中加載速率的控制[A];第七屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅱ卷）[C];1998年

9 萬(wàn)志軍;李學(xué)華;劉長(zhǎng)友;;加載速率對(duì)巖石聲發(fā)射活動(dòng)的影響[A];第七屆全國(guó)巖石動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議文集[C];2000年

10 周斌;蘇景鶴;陳常青;徐峰;盧天健;;壓荷載作用下溫度引起的皮膚黏彈行為變化[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 金濤;半晶態(tài)聚合物屈服行為及宏觀(guān)唯象本構(gòu)研究[D];太原理工大學(xué);2016年

2 秦楠;壓力和溫度對(duì)類(lèi)軟巖強(qiáng)度、損傷耗能及蠕變影響的研究[D];青島科技大學(xué);2014年

3 楊敬虎;高強(qiáng)度開(kāi)采工作面礦壓顯現(xiàn)的推進(jìn)速度效應(yīng)分析[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京);2016年

4 李海濤;加載速率效應(yīng)影響下煤的沖擊特性評(píng)價(jià)方法及應(yīng)用[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）;2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 魏寶華;Q_3黃土變形與強(qiáng)度特性的加載速率效應(yīng)研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2015年

2 AL-AHDAL ABDULMAJID ABDULLAH SALEM(沙明);加載速率對(duì)鋼筋與混凝土粘結(jié)性能的影響[D];大連理工大學(xué);2015年

3 李春清;黃土抗拉強(qiáng)度特性研究[D];蘭州交通大學(xué);2015年

4 余祥峰;鈦合金鉚釘電磁鉚接破壞行為研究[D];福州大學(xué);2014年

5 張達(dá);加載速率對(duì)鋼材壓磁磁場(chǎng)演變的影響[D];浙江大學(xué);2016年

6 王亞;基于巴西劈裂試驗(yàn)的茅口灰?guī)r抗拉強(qiáng)度研究[D];湖南科技大學(xué);2016年

7 郭飛;編織復(fù)合材料銷(xiāo)釘動(dòng)態(tài)剪切破壞的實(shí)驗(yàn)研究[D];東南大學(xué);2016年

8 邢同振;加載速率影響的巖石變形場(chǎng)演化及聲發(fā)射特征實(shí)驗(yàn)研究[D];北方工業(yè)大學(xué);2017年

9 陳強(qiáng);加載速率對(duì)超高韌性水泥基復(fù)合材料基本力學(xué)性能的影響[D];大連理工大學(xué);2014年

10 周改麗;加載速率影響系纜合成纖維拉伸力學(xué)性能的機(jī)理研究[D];天津大學(xué);2012年

，

本文編號(hào)：1794974