充填體作為一種非均質(zhì)復(fù)合材料,內(nèi)部存在大量初始微裂隙,這些初始損傷的分布及含量決定著充填體宏觀力學(xué)性質(zhì)。以往對充填體失穩(wěn)破壞機(jī)制的研究多集中于宏觀或是微觀這樣單一尺度,且忽略其內(nèi)部的初始損傷,難以揭示其內(nèi)部損傷從細(xì)觀到宏觀跨尺度演化規(guī)律。基于此,本研究通過開展宏觀力學(xué)試驗(yàn)與細(xì)觀孔隙分布試驗(yàn),進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)值模擬,研究充填體內(nèi)部以微細(xì)觀裂紋擴(kuò)展為主導(dǎo)的損傷跨尺度演化致其失穩(wěn)破壞全過程,揭示充填體失穩(wěn)過程中損傷演化規(guī)律。具體研究結(jié)果如下:1)開展不同灰砂比充填體單軸聲發(fā)射試驗(yàn)。采用時(shí)頻域相結(jié)合的分析手段,探究充填體失穩(wěn)破壞的前兆信息。峰值應(yīng)力前,低頻信號減少,中、高頻信號增加這一顯著變化可作為充填體失穩(wěn)破壞的前兆信息。2)基于聲發(fā)射參數(shù)RA、AF特征值在加載過程中分布特征,揭示不同灰砂比充填體宏觀破壞形式�；疑氨�1:6充填體試件先發(fā)生張拉破壞,后發(fā)生剪切破壞,二者比例相當(dāng);灰砂比1:10充填體試件破壞形式以張拉破壞為主,剪切破壞為輔;灰砂比1:15充填體試件全過程發(fā)生張拉破壞。3)通過開展不同灰砂比充填體鑄脂試驗(yàn),對鑄體薄片進(jìn)行顯微鏡分析。不同灰砂比充填體試件加載過程中平均孔徑及面孔率均呈現(xiàn)... 

【文章來源】：華北理工大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

馬扎斯損

華北理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-4-a損傷模型b應(yīng)力-應(yīng)變模型圖1馬扎斯損傷模型Fig.1Mazzasdamagemodel綜上所述，關(guān)于充填體失穩(wěn)破壞機(jī)制的研究多集中于宏觀尺度層次上，缺乏細(xì)觀結(jié)構(gòu)層次上的研究理論成果。因此從細(xì)觀角度出發(fā)，制定合理的試驗(yàn)方案，選擇合適的監(jiān)測手段對充填體承載至失穩(wěn)過程中損傷的演化進(jìn)行探究，建立細(xì)觀裂紋演化與宏觀力學(xué)特性的耦合關(guān)系，完善充填體細(xì)觀層次損傷力學(xué)理論。1.2.2損傷跨尺度分析與計(jì)算研究現(xiàn)狀經(jīng)典力學(xué)對固體材料的破壞行為的研究是從單一尺度出發(fā)。宏觀層次上通過建立損傷模型，基于連續(xù)損傷理論，使試驗(yàn)結(jié)果符合宏觀力學(xué)行為；細(xì)觀層次上通過研究極少數(shù)細(xì)觀裂紋的擴(kuò)展來表征材料內(nèi)部微細(xì)觀裂紋的演化規(guī)律，無法揭示細(xì)觀結(jié)構(gòu)與宏觀力學(xué)性質(zhì)的本質(zhì)聯(lián)系。固體材料的失穩(wěn)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)跨尺度演化的過程，在多尺度[25]分析損傷演化規(guī)律方面，不少學(xué)者開展大量研究并取得一定成果：Weinan[26-28]等在傳統(tǒng)多尺度方法基礎(chǔ)上提出一種新的分析方法：非均勻多尺度方法(HeterogneousMulti-scaleMethod-HMM)，其基本框架如圖2所示。圖2非均勻多尺度方法框架Fig.2Frameworkofheterogeneousmultiscalemethods

華北理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-4-a損傷模型b應(yīng)力-應(yīng)變模型圖1馬扎斯損傷模型Fig.1Mazzasdamagemodel綜上所述，關(guān)于充填體失穩(wěn)破壞機(jī)制的研究多集中于宏觀尺度層次上，缺乏細(xì)觀結(jié)構(gòu)層次上的研究理論成果。因此從細(xì)觀角度出發(fā)，制定合理的試驗(yàn)方案，選擇合適的監(jiān)測手段對充填體承載至失穩(wěn)過程中損傷的演化進(jìn)行探究，建立細(xì)觀裂紋演化與宏觀力學(xué)特性的耦合關(guān)系，完善充填體細(xì)觀層次損傷力學(xué)理論。1.2.2損傷跨尺度分析與計(jì)算研究現(xiàn)狀經(jīng)典力學(xué)對固體材料的破壞行為的研究是從單一尺度出發(fā)。宏觀層次上通過建立損傷模型，基于連續(xù)損傷理論，使試驗(yàn)結(jié)果符合宏觀力學(xué)行為；細(xì)觀層次上通過研究極少數(shù)細(xì)觀裂紋的擴(kuò)展來表征材料內(nèi)部微細(xì)觀裂紋的演化規(guī)律，無法揭示細(xì)觀結(jié)構(gòu)與宏觀力學(xué)性質(zhì)的本質(zhì)聯(lián)系。固體材料的失穩(wěn)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)跨尺度演化的過程，在多尺度[25]分析損傷演化規(guī)律方面，不少學(xué)者開展大量研究并取得一定成果：Weinan[26-28]等在傳統(tǒng)多尺度方法基礎(chǔ)上提出一種新的分析方法：非均勻多尺度方法(HeterogneousMulti-scaleMethod-HMM)，其基本框架如圖2所示。圖2非均勻多尺度方法框架Fig.2Frameworkofheterogeneousmultiscalemethods

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]對煤礦采礦技術(shù)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢的探討[J]. 張衛(wèi).  科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2019(24)
[2]單軸壓縮膠結(jié)充填體聲發(fā)射參數(shù)時(shí)空演化規(guī)律及破裂預(yù)測[J]. 程愛平,張玉山,戴順意,董福松,曾文旭,李丹峰.  巖土力學(xué). 2019(08)
[3]我國采礦技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 李巖.  科技風(fēng). 2018(28)
[4]非均勻巖石介質(zhì)單軸壓縮強(qiáng)度及變形破裂規(guī)律的數(shù)值模擬[J]. 劉建,趙國彥,梁偉章,吳浩,彭府華.  巖土力學(xué). 2018(S1)
[5]基于聲發(fā)射特征的充填體損傷演化研究[J]. 孫光華,魏莎莎,劉祥鑫.  實(shí)驗(yàn)力學(xué). 2017(01)
[6]對煤礦采礦技術(shù)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢的探討[J]. 陳安松.  黑龍江科技信息. 2017(05)
[7]采場充填體單軸壓縮變形及聲發(fā)射特征[J]. 盧宏建,梁鵬,甘德清,張松林.  礦業(yè)研究與開發(fā). 2017(01)
[8]花崗巖災(zāi)變聲發(fā)射信號多參量耦合分析及主破裂前兆特征試驗(yàn)研究[J]. 張艷博,梁鵬,田寶柱,姚旭龍,孫林,劉祥鑫.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2016(11)
[9]加載速率對煤巖損傷及聲發(fā)射特征影響的數(shù)值模擬研究[J]. 李小軍,李回貴,袁瑞甫.  河南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(06)
[10]分層尾砂膠結(jié)充填體力學(xué)特性變化規(guī)律及破壞模式[J]. 曹帥,宋衛(wèi)東,薛改利,馬瑞雯,朱鵬瑞.  中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)

博士論文
[1]混凝土破壞過程細(xì)觀數(shù)值模擬與動態(tài)力學(xué)特性機(jī)理研究[D]. 劉智光.大連理工大學(xué) 2012
[2]聲發(fā)射信號處理關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉國華.浙江大學(xué) 2008

碩士論文
[1]細(xì)觀裂紋擴(kuò)展致混凝土材料與結(jié)構(gòu)失效的多尺度分析方法[D]. 王康.東南大學(xué) 2015
[2]塊石膠結(jié)充填體聲發(fā)射特征試驗(yàn)研究[D]. 余溯.江西理工大學(xué) 2015



本文編號：3523100