本文關(guān)鍵詞：煤體軸向加卸載裂隙分布CT實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：我國(guó)很大一部分的富煤盆地基本上都經(jīng)歷了多周期多次的地質(zhì)構(gòu)造疊加改造作用,構(gòu)造應(yīng)力促進(jìn)了煤的裂隙及孔隙的不斷發(fā)展變化。在構(gòu)造煤巖體發(fā)育的區(qū)域中常常伴隨著煤與瓦斯突出事故的發(fā)生,煤巖體孔隙結(jié)構(gòu)不同與事故的發(fā)生密切相關(guān)。為了進(jìn)一步揭示煤體加卸載過(guò)程裂隙演化規(guī)律,本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)與理論相結(jié)合的方法,利用工業(yè)CT對(duì)煤受到單軸加卸載作用的裂隙演化規(guī)律進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。研究了在不同單軸壓力下,煤裂隙的發(fā)育情況;應(yīng)用Matlab圖像處理工具對(duì)實(shí)驗(yàn)得到的CT圖像進(jìn)行了處理,其中包括對(duì)圖像的灰度直方圖進(jìn)行均衡化處理、邊緣檢測(cè)、圖像二值化處理、圖像灰度闕值法處理等。通過(guò)對(duì)圖像的處理得出裂隙圖像的二值圖像數(shù)據(jù)白色部分會(huì)隨著煤樣承受的單軸壓力的增加而增加(裂紋發(fā)育越復(fù)雜),圖像密度明顯增加。經(jīng)過(guò)處理使得愿圖像的特征明顯,并在此基礎(chǔ)上計(jì)算分析了煤樣的裂隙分形特征發(fā)現(xiàn)試樣受到的單軸壓力越大,裂隙圖片的分形維數(shù)越接近于2也就是說(shuō)裂紋發(fā)育越復(fù)雜�；贏baqus的有限元對(duì)煤樣圖片數(shù)據(jù)三維模型進(jìn)行了分析,模擬了不同單軸壓力下,煤體裂隙的細(xì)觀變化,發(fā)現(xiàn)了裂紋隨著軸向壓力的增加發(fā)育越復(fù)雜,并且當(dāng)壓力增大到一定程度后在試樣表面開(kāi)始出現(xiàn)了縱向大裂紋并與原有裂紋形成交叉裂紋的分布。研究結(jié)果對(duì)我國(guó)的煤層瓦斯抽采工作和安全管理起到一定的積極作用。
【關(guān)鍵詞】：煤體 CT掃描 圖像處理 分形特征 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：華北科技學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD82;TD31
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• abstract6-13
• 1 緒論13-21
• 1.1 研究背景及意義13-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述15-18
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線18-21
• 2 煤體不同受載條件下兩類CT實(shí)驗(yàn)研究21-35
• 2.1 醫(yī)用CT簡(jiǎn)介與基本原理21-23
• 2.2 工業(yè)CT的基本原理及應(yīng)用23-24
• 2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施24-30
• 2.4 CT圖像的獲取30-33
• 2.5 本章小結(jié)33-35
• 3 煤樣裂隙斷面CT圖像的處理35-53
• 3.1 CT圖像的灰度處理技術(shù)35-41
• 3.2 CT圖像的邊緣檢測(cè)41-45
• 3.3 二值圖像處理45-49
• 3.4 煤樣裂隙的三維重構(gòu)49-51
• 3.5 本章小結(jié)51-53
• 4 煤巖CT圖像細(xì)觀孔隙分形維數(shù)計(jì)算53-61
• 4.1 分形幾何學(xué)理論53-57
• 4.2 分維計(jì)算57-58
• 4.3 裂隙分維計(jì)算結(jié)果分析58-59
• 4.4 本章小結(jié)59-61
• 5 基于Abaqus的煤體裂隙分析61-79
• 5.1 裂隙擴(kuò)展理論61-66
• 5.2 有限元法的基本原理66-70
• 5.3 XFEM方法實(shí)現(xiàn)裂紋的擴(kuò)展70-75
• 5.4 有限元模擬結(jié)果分析75-77
• 5.5 本章小結(jié)77-79
• 6 結(jié)論79-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 作者簡(jiǎn)歷85-87
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集87

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本文編號(hào)：834638