在礦山深部施工和開(kāi)采的過(guò)程中,由于開(kāi)挖卸荷的作用使巖石內(nèi)部高地應(yīng)力所聚集的能量釋放,使開(kāi)挖的巷道發(fā)生失穩(wěn)破壞,在極端情況下,大量的彈性能以動(dòng)能的形式瞬間釋放,導(dǎo)致巖體爆裂,并伴隨著巖塊的彈射,產(chǎn)生巖爆。本文通過(guò)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)、極差分析以及線性和非線性回歸等綜合手段研制了巖石相似材料,并進(jìn)行了相似模擬材料真三軸加卸荷試驗(yàn),以此分析了其強(qiáng)度、變形、破壞等特征;研究了不同三向應(yīng)力環(huán)境下巖石內(nèi)部裂紋的萌發(fā)和擴(kuò)展過(guò)程以及聲發(fā)射的分布規(guī)律。本文取得的研究成果主要如下:(1)通過(guò)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)和極差分析,分析了相似材料混合物各指標(biāo)因素對(duì)相似材料的力學(xué)參數(shù)的影響程度。結(jié)果表明:摻砂率對(duì)試件的單軸抗壓強(qiáng)度最大;硼砂含量對(duì)試件的抗拉強(qiáng)度、彈性模量影響最為顯著;其他因素,例如石膏水泥比、摻水率等對(duì)相似試件的力學(xué)參數(shù)也有一定的影響。(2)通過(guò)將相似材料的配比作為自變量,相似材料的各力學(xué)參數(shù)作為因變量,建立相似材料力學(xué)參數(shù)多元線性回歸和投影尋蹤非線性擬合預(yù)測(cè)模型。結(jié)果表明:相似材料的配比與力學(xué)參數(shù)之間存在顯著的非線性關(guān)系,而投影尋蹤回歸模型對(duì)這種非線性關(guān)系的處理能力較線性回歸模型強(qiáng),能夠滿足對(duì)特定相似材料力學(xué)參數(shù)的...

【文章頁(yè)數(shù)】：127 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的來(lái)源及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 巖石相似材料的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 巖石真三軸試驗(yàn)研究進(jìn)展
        1.2.3 巖石加卸荷研究進(jìn)展
    1.3 主要存在的問(wèn)題
    1.4 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線
        1.4.1 研究?jī)?nèi)容
        1.4.2 技術(shù)路線
第二章 巖石相似模擬材料制作
    2.1 前言
    2.2 相似材料正交試驗(yàn)
        2.2.1 巖石相似模擬材料選取標(biāo)準(zhǔn)
        2.2.2 相似材料正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        2.2.3 原材料的選取
        2.2.4 相似材料的制作
        2.2.5 相似材料力學(xué)試驗(yàn)
        2.2.6 相似材料力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果
    2.3 相似材料影響因素的敏感性分析
        2.3.1 單軸抗壓強(qiáng)度的影響因素分析
        2.3.2 抗拉強(qiáng)度的影響因素分析
        2.3.3 抗壓抗拉比的影響因素分析
        2.3.4 彈性模量的影響因素分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 相似材料力學(xué)參數(shù)的擬合與預(yù)測(cè)
    3.1 擬合預(yù)測(cè)方案設(shè)計(jì)
    3.2 預(yù)測(cè)模型的基本原理
        3.2.1 多元回歸分析原理
        3.2.2 投影尋蹤回歸分析原理
    3.3 模型性能評(píng)價(jià)
    3.4 多元線性回歸
        3.4.1 多元線性回歸建立
        3.4.2 多元線性回歸結(jié)果分析
    3.5 投影尋蹤回歸
        3.5.1 投影尋蹤回歸模型建立
        3.5.2 投影尋蹤回歸結(jié)果分析
    3.6 巖石相似材料的配比的確定及其制作
        3.6.1 巖石相似材料的選取標(biāo)準(zhǔn)
        3.6.2 相似模型配比的確定
        3.6.3 巖石相似材料的制作
    3.7 本章小結(jié)
第四章 相似模擬材料真三軸加卸荷試驗(yàn)
    4.1 試驗(yàn)?zāi)康?br>    4.2 試驗(yàn)方案
    4.3 三向初始應(yīng)力水平的選擇
    4.4 相似試件物理參數(shù)的測(cè)定
    4.5 力學(xué)試驗(yàn)主要設(shè)備系統(tǒng)
        4.5.1 液壓控制系統(tǒng)
        4.5.2 聲發(fā)射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
        4.5.3 計(jì)算機(jī)操控系統(tǒng)
    4.6 試驗(yàn)步驟及操作流程
        4.6.1 試驗(yàn)步驟
        4.6.2 操作流程
    4.7 真三軸加卸載試驗(yàn)試件對(duì)應(yīng)圍壓的選擇
    4.8 本章小結(jié)
第五章 巖石相似材料加卸荷力學(xué)特性研究
    5.1 灰?guī)r相似材料應(yīng)力-應(yīng)變特征分析及破壞過(guò)程分析
        5.1.1 灰?guī)r相似模型的應(yīng)力-應(yīng)變曲線
        5.1.2 灰?guī)r相似材料不同初始應(yīng)力條件下破壞過(guò)程分析
    5.2 白云巖相似試驗(yàn)應(yīng)力-應(yīng)變特征分析及破壞過(guò)程分析
        5.2.1 白云巖相似材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線
        5.2.2 白云巖相似材料不同初始應(yīng)力條件下破壞過(guò)程分析
    5.3 相似模擬材料真三軸加載條件下彈塑性變化研究
        5.3.1 灰?guī)r相似材料彈性模量變化研究
        5.3.2 白云巖相似材料彈性模量變化研究
    5.4 不同初始應(yīng)力條件下試樣應(yīng)力脆性特征變化分析
        5.4.1 應(yīng)力脆性跌落系數(shù)的確定
        5.4.2 峰值應(yīng)變、殘余應(yīng)變以及殘余強(qiáng)度與初始應(yīng)力的關(guān)系
        5.4.3 應(yīng)力脆性跌落系數(shù)
    5.5 不同初始應(yīng)力水平對(duì)試件峰值強(qiáng)度的影響
    5.6 巖石相似材料聲發(fā)射特征及其破壞機(jī)制分析
        5.6.1 灰?guī)r相似模擬材料的聲發(fā)射計(jì)數(shù)分析
        5.6.2 灰?guī)r相似模擬材料的聲發(fā)射過(guò)程能量分析
        5.6.3 灰?guī)r相似模擬材料的聲發(fā)射RA值及破壞機(jī)制分析
        5.6.4 白云巖相似模擬材料的聲發(fā)射計(jì)數(shù)分析
        5.6.5 白云巖相似模擬材料的聲發(fā)射過(guò)程能量分析
        5.6.6 白云巖相似模擬材料的聲發(fā)射RA值及破壞機(jī)制分析
        5.6.7 不同初始應(yīng)力水平加卸荷對(duì)試件的損傷程度的聲發(fā)射研究
    5.7 巖石相似試件破壞的宏觀特征及其機(jī)理分析
        5.7.1 灰?guī)r相似材料破壞后的宏觀特征及其機(jī)理分析
        5.7.2 白云巖相似材料破壞后的宏觀特征及其破壞機(jī)理分析
    5.8 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄：攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文、參與科研項(xiàng)目及獲獎(jiǎng)情況



本文編號(hào)：3765294