巖體是具有離散性和非均勻性特征的復(fù)雜地質(zhì)體,隨著人類地下開采深度的增加發(fā)現(xiàn)了一種新的巖體動力學(xué)現(xiàn)象——擺型波現(xiàn)象。擺型波在巖體中低頻低速傳播且攜帶大量能量,極易引發(fā)巖爆、沖擊地壓等深部巖體工程災(zāi)害。本文針對塊系巖體的非均勻性、雙模量特性以及擺型波的低頻特性,基于巖體等級塊系構(gòu)造理論和彈簧-塊體模型,推導(dǎo)了一維和二維塊系巖體的動力學(xué)方程,并利用MATLAB軟件對動力學(xué)方程進(jìn)行求解。研究了具有非均勻性和雙模量特性的塊系巖體中擺型波的傳播規(guī)律和頻域特性,并對二維塊系巖體中擺型波的傳播規(guī)律進(jìn)行了研究。主要研究成果如下:（1）對于具有非均勻性特性的塊系巖體,當(dāng)局部軟弱夾層彈性系數(shù)減小時,與該部分相連接的塊體的動力響應(yīng)受彈性系數(shù)變化的影響較大,出現(xiàn)加速度峰值增大的現(xiàn)象;不同區(qū)域的夾層彈性系數(shù)或粘性系數(shù)發(fā)生變化,對塊系巖體擺型波傳播的影響是類似的,但影響的程度是不一樣的。發(fā)生粘彈性變化的夾層位置越靠前,對塊系巖體動力響應(yīng)的影響越強(qiáng)烈。（2）對于具有雙模量特性的塊系巖體,拉壓模量比對塊體正向位移幅值影響不大,而對負(fù)向位移幅值具有較大影響;負(fù)向位移幅值隨著拉壓模量比的增大而增大,傳統(tǒng)的線性計算方法偏于危... 

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容
第2章 一維塊系巖體擺型波傳播規(guī)律研究
    2.1 引言
    2.2 塊系巖體擺型波動力模型與動力方程推導(dǎo)
    2.3 動力方程計算方法與穩(wěn)定性條件
    2.4 非均勻塊系巖體擺型波傳播規(guī)律研究
        2.4.1 參數(shù)選取及穩(wěn)定性驗證
        2.4.2 局部彈性變化對塊體動力響應(yīng)的影響
        2.4.3 局部粘性變化對塊體動力響應(yīng)的影響
    2.5 雙模量特性的塊系巖體擺型波的傳播規(guī)律研究
        2.5.1 參數(shù)選取及穩(wěn)定性驗證
        2.5.2 位移響應(yīng)
        2.5.3 速度響應(yīng)
        2.5.4 加速度響應(yīng)
        2.5.5 試驗驗證與應(yīng)用分析
    2.6 本章小結(jié)
第3章 二維塊系巖體擺型波傳播規(guī)律研究
    3.1 引言
    3.2 二維塊系巖體中動力方程的建立
    3.3 二維塊系巖體中擺型波傳播規(guī)律
        3.3.1 計算方法與參數(shù)選取
        3.3.2 塊體加速度響應(yīng)規(guī)律研究
        3.3.3 塊體位移響應(yīng)規(guī)律研究
    3.4 無限空間內(nèi)二維塊系巖體中擺型波傳播規(guī)律
        3.4.1 計算參數(shù)選取
        3.4.2 加速度響規(guī)律研究
        3.4.3 位移響應(yīng)規(guī)律研究
    3.5 本章小結(jié)
第4章 塊系巖體頻域響應(yīng)規(guī)律研究
    4.1 引言
    4.2 頻域計算方法與參數(shù)選取
    4.3 雙模量塊系巖體頻域響應(yīng)規(guī)律研究
        4.3.1 施加能量沖擊時的頻域響應(yīng)
        4.3.2 正弦沖擊波荷載時的頻域響應(yīng)
        4.3.3 兩種荷載作用下的對比分析
        4.3.4 頻域響應(yīng)試驗驗證
    4.4 頻域響應(yīng)反演系統(tǒng)固有頻率研究
        4.4.1 概念界定
        4.4.2 較長時間內(nèi)的頻域響應(yīng)
        4.4.3 頻域響應(yīng)反演固有頻域驗證
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
    結(jié)論
    展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]夾層非均勻分布的塊系巖體擺型波傳播規(guī)律[J]. 姜寬,戚承志,朱柄宇,班力壬,盧真輝,李太行.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2019(33)
[2]爆炸與沖擊中的非線性巖石力學(xué)問題（Ⅱ）:沖擊擾動誘發(fā)巖塊滑移的物理模擬試驗[J]. 李杰,蔣海明,王明洋,鄧樹新,李新平.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2018(02)
[3]爆炸與沖擊中的非線性巖石力學(xué)問題（Ⅰ）:一維塊系巖體波動特性的試驗研究[J]. 李杰,王明洋,蔣海明,鄧樹新.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2018(01)
[4]動靜組合加載作用下塊系巖體動力響應(yīng)分析[J]. 李利萍,王淋,邰英樓.  中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2016(11)
[5]擺型波傳播過程塊系巖體能量傳遞規(guī)律研究[J]. 王凱興,潘一山,竇林名.  巖土工程學(xué)報. 2016(12)
[6]考慮剪切效應(yīng)時雙模量梁的自由振動[J]. 吳曉,黃志剛,楊立軍.  振動與沖擊. 2015(24)
[7]我國煤礦沖擊地壓的研究現(xiàn)狀:機(jī)制、預(yù)警與控制[J]. 姜耀東,趙毅鑫.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2015(11)
[8]沖擊載荷下塊系巖體擺型波傳播特性的試驗研究[J]. 賈寶新,陳揚,潘一山,姜明,趙培,王凱興.  巖土力學(xué). 2015(11)
[9]塊系覆巖中擺型波傳播對巷道支護(hù)動力響應(yīng)影響[J]. 王凱興,孟村影,楊月,李祁.  煤炭學(xué)報. 2014(02)
[10]雙模量懸臂梁在線性分布荷載作用下的Kantorovich解[J]. 吳曉,楊立軍,黃翀,孫晉.  中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(01)



本文編號：3676154