在工業(yè)文明轉(zhuǎn)向生態(tài)文明時代背景下,綠色礦山建設(shè)已上升至國家戰(zhàn)略。綠色開采技術(shù)是綠色礦山建設(shè)的核心,充填采礦法因其安全、高效的特點(diǎn)越來越受重視,膠結(jié)充填體在兩步驟回采中作為人工礦柱,其穩(wěn)定性是礦山安全高效開采的保障。因此,亟需開展膠結(jié)充填體變形全過程損傷演化及本構(gòu)模型研究,為膠結(jié)充填體穩(wěn)定性監(jiān)測和控制提供理論依據(jù)。本文通過膠結(jié)充填體室內(nèi)單軸壓縮試驗(yàn),采用超聲波測試和聲發(fā)射監(jiān)測技術(shù),運(yùn)用損傷力學(xué)及統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)理論知識,結(jié)合數(shù)值模擬方法及室內(nèi)相似模擬試驗(yàn),開展了膠結(jié)充填體變形全過程損傷演化及本構(gòu)模型研究,取得以下主要研究成果:（1）通過膠結(jié)充填體超聲波波速測試試驗(yàn),表征了膠結(jié)充填體單軸抗壓強(qiáng)度和彈性模量與超聲波波速之間的指數(shù)關(guān)系,結(jié)合損傷力學(xué)理論,基于超聲波波速構(gòu)建了膠結(jié)充填體損傷演化方程,闡明了膠結(jié)充填體損傷演化規(guī)律。（2）采用攝像系統(tǒng)進(jìn)行了膠結(jié)充填體裂紋觀測試驗(yàn),研究了膠結(jié)充填體變形全過程裂紋開裂、擴(kuò)展及貫穿模式;運(yùn)用色度統(tǒng)計(jì)法獲取了裂紋條數(shù),探討了膠結(jié)充填體變形全過程裂紋條數(shù)與超聲波波速之間的響應(yīng)關(guān)系。（3）根據(jù)振鈴計(jì)數(shù)率、能率階段性特征將變形全過程分為3個時期:上升期、平靜期和活躍期;... 

【文章來源】：武漢科技大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 問題提出與研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 膠結(jié)充填體變形及力學(xué)特性研究現(xiàn)狀
        1.2.2 膠結(jié)充填體損傷特性及本構(gòu)模型研究現(xiàn)狀
        1.2.3 超聲波測試技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.4 聲發(fā)射監(jiān)測技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.5 存在的問題與不足
    1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 研究技術(shù)路線
第2章 膠結(jié)充填體超聲波波速損傷及裂紋演化規(guī)律
    2.1 膠結(jié)充填體變形全過程超聲波波速測定試驗(yàn)
        2.1.1 膠結(jié)充填體試樣制作
        2.1.2 膠結(jié)充填體超聲波波速測定試驗(yàn)步驟
        2.1.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析
    2.2 基于超聲波波速的膠結(jié)充填體損傷特性研究
        2.2.1 基于超聲波波速的損傷演化方程
        2.2.2 不同灰砂比膠結(jié)充填體超聲波波速損傷演化規(guī)律
    2.3 基于超聲波波速的膠結(jié)充填體細(xì)觀裂紋演化規(guī)律
        2.3.1 膠結(jié)充填體裂紋演化攝像系統(tǒng)
        2.3.2 膠結(jié)充填體裂紋開裂演化過程分析
        2.3.3 單軸壓縮膠結(jié)充填體裂紋擴(kuò)展、匯集及貫通模式
        2.3.4 膠結(jié)充填體宏觀破裂破壞形式
        2.3.5 膠結(jié)充填體超聲波波速與裂紋演化之間的響應(yīng)關(guān)系
    2.4 本章小結(jié)
第3章 膠結(jié)充填體聲發(fā)射參數(shù)時空及損傷演化規(guī)律
    3.1 聲發(fā)射監(jiān)測技術(shù)及參數(shù)介紹
    3.2 膠結(jié)充填體聲發(fā)射定位試驗(yàn)
        3.2.1 試樣制作與養(yǎng)護(hù)
        3.2.2 試樣設(shè)備與加載
    3.3 膠結(jié)充填體強(qiáng)度及變形破壞特性
    3.4 膠結(jié)充填體聲發(fā)射參數(shù)時空演化特征
        3.4.1 聲發(fā)射參數(shù)時序演化特征
        3.4.2 膠結(jié)充填體變形全過程微裂紋空間定位演化規(guī)律
    3.5 基于聲發(fā)射參數(shù)的膠結(jié)充填體損傷演化規(guī)律
    3.6 本章小結(jié)
第4章 膠結(jié)充填體損傷本構(gòu)模型研究
    4.1 膠結(jié)充填體應(yīng)力-應(yīng)變曲線特征分析
        4.1.1 應(yīng)力-應(yīng)變曲線階段性特征分析
        4.1.2 膠結(jié)充填體初始壓密非線性變形特性
    4.2 膠結(jié)充填體損傷本構(gòu)模型構(gòu)建
        4.2.1 初始壓密階段后損傷本構(gòu)模型構(gòu)建
        4.2.2 初始壓密階段本構(gòu)模型構(gòu)建
    4.3 參數(shù)確定方法
        4.3.1 E0 的確定方法
        4.3.2 參數(shù)a,b的確定方法
        4.3.3 λ0和k的確定方法
    4.4 試驗(yàn)驗(yàn)證
        4.4.1 本文試驗(yàn)曲線驗(yàn)證
        4.4.2 其他文獻(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證
        4.4.3 本章小結(jié)
第5章 本構(gòu)模型在FLAC3D中的二次開發(fā)及實(shí)例應(yīng)用
    5.1 本構(gòu)模型在FLAC3D中的二次開發(fā)
        5.1.1 初始壓密階段本構(gòu)方程增量形式
        5.1.2 初始壓密階段后本構(gòu)方程增量形式
        5.1.3 基于FLAC3D的膠結(jié)充填體損傷本構(gòu)數(shù)值模型構(gòu)建
    5.2 實(shí)例應(yīng)用
        5.2.1 算例背景簡介
        5.2.2 室內(nèi)相似模擬試驗(yàn)
        5.2.3 相似模擬試驗(yàn)數(shù)值模型構(gòu)建
        5.2.4 相似模擬與數(shù)值模擬結(jié)果對比分析
        5.2.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]巖土的非線性凍結(jié)模型試驗(yàn)和相似準(zhǔn)則[J]. 李順群,張勛程,陳之祥,趙磊,夏錦紅.  工程力學(xué). 2019(01)
[2]巖石單軸壓縮下?lián)p傷表征及演化規(guī)律對比研究[J]. 張國凱,李海波,王明洋,李杰,鄧樹新.  巖土工程學(xué)報(bào). 2019(06)
[3]邊坡聲發(fā)射監(jiān)測研究綜述[J]. 李剛,肖繁,劉浩,胡明兵,趙奎.  長江科學(xué)院院報(bào). 2018(11)
[4]深地充填體斷裂特性及裂紋擴(kuò)展模式研究[J]. 徐文彬,曹培旺,程世康.  中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(10)
[5]北山花崗巖三軸壓縮下聲發(fā)射特征及損傷演化規(guī)律研究[J]. 孫雪,李二兵,段建立,濮仕坤,譚躍虎,韓陽,趙昱喬.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2018(S2)
[6]充填體與圍巖組合承壓作用機(jī)理試驗(yàn)研究[J]. 譚玉葉,余昕,宋衛(wèi)東,汪海萍,曹帥.  采礦與安全工程學(xué)報(bào). 2018(05)
[7]水平分層膠結(jié)充填體損傷本構(gòu)模型及強(qiáng)度準(zhǔn)則[J]. 汪杰,宋衛(wèi)東,譚玉葉,付建新,曹帥.  巖土力學(xué). 2019(05)
[8]充填體與圍巖組合模型循環(huán)加卸載破裂聲發(fā)射特征研究[J]. 王志國,李柱營,顧乃滿,李躍龍.  金屬礦山. 2018(08)
[9]超聲波對充填料漿流變特性的影響及流變參數(shù)預(yù)測[J]. 王志凱,呂文生,楊鵬,王志軍,諸利一.  中國有色金屬學(xué)報(bào). 2018(07)
[10]不同偏置裂紋充填體斷裂特性試驗(yàn)[J]. 徐文彬,曹培旺,程世康.  巖土力學(xué). 2018(05)

博士論文
[1]金川二礦區(qū)下向分層采礦充填體力學(xué)行為及其作用的研究[D]. 馬長年.中南大學(xué) 2011

碩士論文
[1]單軸壓縮條件下尾砂膠結(jié)充填體損傷破壞過程的比能特征研究[D]. 吳恩橋.武漢科技大學(xué) 2018
[2]基于拱架效應(yīng)的充填采空區(qū)穩(wěn)定性研究[D]. 陳鵬.華南理工大學(xué) 2018
[3]程潮鐵礦充填法和崩落法聯(lián)合開采方案及地表穩(wěn)定性研究[D]. 裴明松.武漢科技大學(xué) 2016
[4]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：3639917