發(fā)布時(shí)間：2020-07-02 20:02

【摘要】：沖擊地壓發(fā)生的原因主要是煤巖體內(nèi)不斷積聚的彈性變形勢(shì)能超過(guò)其承載能力而瞬時(shí)釋放的結(jié)果。本文以此為基礎(chǔ)探討了缺陷空間對(duì)煤體內(nèi)部彈性能轉(zhuǎn)化影響,并探討了缺陷空間對(duì)煤體內(nèi)部能量傳導(dǎo)方向的影響。為此,文中利用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法對(duì)煤體相似材料進(jìn)行了配比,并對(duì)配比結(jié)果進(jìn)行了極差分析、方差分析以及回歸分析,探討了相似材料各個(gè)因素對(duì)其力學(xué)性質(zhì)的影響;然后,對(duì)煤體相似材料試樣進(jìn)行不同孔洞缺陷的布置,并對(duì)其進(jìn)行單軸加載試驗(yàn),試驗(yàn)過(guò)程中利用聲發(fā)射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)試樣內(nèi)部能量釋放,利用數(shù)字散斑監(jiān)測(cè)技術(shù)監(jiān)測(cè)試樣表面散斑點(diǎn)的位移情況,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行整理對(duì)比分析,可以得到以下結(jié)論:(1)通過(guò)對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行敏感性分析發(fā)現(xiàn)因素C(骨料質(zhì)量:膠結(jié)材料質(zhì)量)對(duì)相似材料彈性模量影響最為顯著,其次是對(duì)單軸抗壓強(qiáng)度,然后是內(nèi)聚力,最后是抗拉強(qiáng)度;因素A(煤粉質(zhì)量:砂子質(zhì)量)對(duì)相似材料內(nèi)摩擦角的影響較為顯著;而各個(gè)因素對(duì)相似材料泊松比的影響都不是十分顯著。(2)煤體加載至峰值時(shí),缺陷空間的存在降低了煤體內(nèi)部彈性應(yīng)變能的儲(chǔ)存量,增加了耗散能的轉(zhuǎn)化量;同時(shí)缺陷空間的存在還降低了煤體彈性應(yīng)變能的瞬時(shí)轉(zhuǎn)化率。含缺陷空間的煤體加載過(guò)程中彈性應(yīng)變能增長(zhǎng)速度要低于完整的煤體。完整煤體加載過(guò)程中應(yīng)力峰值前AE能量跳躍點(diǎn)高于峰后,而含缺陷空間的煤體加載過(guò)程中,峰后AE能量跳躍點(diǎn)明顯高于峰前;從AE累計(jì)能量釋放量角度看,缺陷空間的存在使煤體應(yīng)力峰前能量釋放降低,峰后釋放量增加,從而起到了能量緩釋的作用;并且缺陷空間的存在還降低了煤體應(yīng)力峰前能量的釋放速度。(3)孔洞缺陷的存在對(duì)煤體裂紋擴(kuò)展的方向具有明顯的引導(dǎo)作用,當(dāng)孔洞深度階梯狀增加時(shí),裂紋擴(kuò)展的方向更加明確,而當(dāng)孔洞直徑階梯狀增長(zhǎng)時(shí),裂紋擴(kuò)展區(qū)域呈現(xiàn)出擴(kuò)散的趨勢(shì)。階梯狀孔洞缺陷的存在,對(duì)煤體下方輸入的能量具有一定的釋放作用,并且在能量傳遞的方向具有一定的引導(dǎo)作用,其方向?qū)?huì)向著缺陷空間增大的方向傳遞。同時(shí),平行式階梯狀孔洞缺陷對(duì)煤體能量傳遞的方向不能起到擴(kuò)散作用,但是對(duì)能量的釋放效果較好;而扇形階梯狀孔洞缺陷對(duì)能量的傳遞具有一定的擴(kuò)散作用。
【學(xué)位授予單位】：黑龍江科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TD324

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本文編號(hào)：2738622