發(fā)布時間：2017-04-18 19:20

  本文關鍵詞：受載煤體超聲波動力學特征研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：超聲波測試技術是近40年來發(fā)展起來的一項新技術,是了解煤巖體物理特征與結構特征的一種重要的研究手段。本文采用理論分析和實驗室實驗相結合的研究手段對煤樣的超聲波動力學特性進行了較為系統(tǒng)地研究。首先,分別在常溫常壓條件下和受載(單軸壓縮和劈裂拉伸)條件下,測試原煤煤樣的超聲波首波幅值和波速。接著,理論分析超聲波在煤體中傳播的衰減規(guī)律,將實驗結果與理論推導進行對比驗證。最后,結合求出的頻譜圖,分析了常溫常壓下和受載兩種條件下超聲波主頻值的變化規(guī)律。通過對原煤煤樣進行超聲波動力學特性的實驗室測試和理論分析,取得了以下主要結論:(1)在常溫常壓下,分析了同一種不同長度煤樣的超聲波衰減規(guī)律,并從理論和實驗的角度提出了超聲波擴散衰減公式;不同變質程度煤樣超聲波衰減的差別主要體現(xiàn)在粘滯吸收衰減方面;不同發(fā)射頻率下煤樣超聲波衰減研究表明,在50KHz、100KHz及500KHz三種發(fā)射頻率下超聲波的衰減以吸收衰減為主,在800KHz和1000KHz兩種發(fā)射頻率下超聲波的衰減以散射衰減為主。(2)在單軸壓縮及劈裂拉伸的整個階段,煤樣超聲波衰減系數(shù)隨著載荷的增加呈先減少后增加的變化規(guī)律,且相比于整個階段超聲波波速的變化,衰減系數(shù)的變化更為明顯;分階段建立了超聲波衰減系數(shù)與煤樣載荷之間的關系方程式,理論分析了受載條件下超聲波在煤體中的衰減規(guī)律。(3)在常溫常壓下,煤樣主頻值隨著首波幅值減少、衰減系數(shù)的增加而下降;隨著換能器發(fā)射頻率的增加,煤樣超聲波主頻值相對于換能器發(fā)射頻率值的變化程度而增加。在受載條件下,在衰減系數(shù)變化速率發(fā)生變化的時間點,超聲波主頻值都發(fā)生了明顯的變化,衰減系數(shù)最低處,其主頻值為最大值,煤樣破裂后,衰減系數(shù)急劇增加,其主頻值也降低到最低值;煤樣超聲波頻域最大振幅值都是呈現(xiàn)先增加而后減少的變化規(guī)律,與所對應的加載過程中衰減系數(shù)的變化規(guī)律相一致,都是在衰減系數(shù)最小時,對應的頻域最大振幅值最大;煤樣破裂后,其頻譜曲線產(chǎn)生畸變出現(xiàn)兩個峰值點,即雙峰狀。綜上所述,本文通過對受載煤體超聲波動力學特性進行研究,為利用地球物理方法非接觸式預測煤巖動力災害的發(fā)生提供一定的理論基礎和技術支撐。
【關鍵詞】：煤樣 波動方程 超聲波首波幅值 衰減系數(shù) 主頻值
【學位授予單位】：河南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD32
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究進展12-17
• 1.2.1 多孔介質彈性波理論研究進展12-13
• 1.2.2 煤巖結構的超聲波傳播特性研究進展13-16
• 1.2.3 受載條件下巖石超聲波動力學特征研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.4 受載條件下煤體超聲波特性研究現(xiàn)狀17
• 1.3 存在的問題17-18
• 1.4 本文主要研究工作18-20
• 1.4.1 研究內(nèi)容18
• 1.4.2 研究方法18-19
• 1.4.3 技術路線19-20
• 1.4.4 創(chuàng)新點20
• 1.5 本章小結20-21
• 2 超聲波的傳播與衰減理論21-35
• 2.1 超聲波的產(chǎn)生與傳播21-25
• 2.1.1 超聲波的產(chǎn)生21-22
• 2.1.2 超聲波的傳播規(guī)律22-25
• 2.2 超聲波在煤樣中的波動方程25-28
• 2.2.1 波動方程25-26
• 2.2.2 波動方程的有效解26-28
• 2.3 超聲波在煤樣中的衰減28-34
• 2.3.1 波束擴散衰減28-30
• 2.3.2 晶粒散射衰減30-31
• 2.3.3 介質吸收衰減31-33
• 2.3.4 超聲波衰減系數(shù)的測試理論33-34
• 2.4 本章小結34-35
• 3 煤體超聲波參數(shù)測試實驗35-47
• 3.1 超聲波測試系統(tǒng)35-39
• 3.1.1 常溫常壓下超聲波測試系統(tǒng)35-37
• 3.1.2 單軸壓縮下超聲波測試系統(tǒng)37
• 3.1.3 劈裂拉伸下超聲波測試系統(tǒng)37-39
• 3.2 煤樣的制備與選取39-40
• 3.2.1 煤樣制備39-40
• 3.2.2 煤樣加工精度40
• 3.3 實驗原理40-41
• 3.3.1 煤樣的超聲波波速40
• 3.3.2 煤樣的超聲波衰減系數(shù)40-41
• 3.4 超聲波測試實驗內(nèi)容及操作步驟41-45
• 3.4.1 常溫常壓下超聲波測試實驗內(nèi)容及操作步驟41-43
• 3.4.2 單軸壓縮下超聲波測試實驗內(nèi)容及操作步驟43-44
• 3.4.3 劈裂拉伸下超聲波測試實驗內(nèi)容及操作步驟44-45
• 3.5 本章小結45-47
• 4 常溫常壓下超聲波的衰減規(guī)律研究47-59
• 4.1 不同長度下煤樣超聲波的衰減規(guī)律研究47-50
• 4.1.1 不同長度下煤樣超聲波衰減系數(shù)測試實驗結果47-49
• 4.1.2 不同長度下煤樣超聲波衰減規(guī)律的理論分析49-50
• 4.2 不同變質程度煤樣超聲波的衰減規(guī)律研究50-54
• 4.2.1 不同變質程度煤樣超聲波衰減系數(shù)測試實驗結果50-53
• 4.2.2 不同變質程度煤樣超聲波衰減規(guī)律的理論分析53-54
• 4.3 不同發(fā)射頻率下煤樣超聲波的衰減規(guī)律研究54-57
• 4.3.1 不同發(fā)射頻率下煤樣超聲波衰減系數(shù)測試實驗結果54-55
• 4.3.2 不同發(fā)射頻率下煤樣超聲波衰減規(guī)律的理論分析55-57
• 4.4 本章小結57-59
• 5 受載條件下超聲波的衰減規(guī)律研究59-81
• 5.1 單軸壓縮下煤樣超聲波衰減規(guī)律59-75
• 5.1.1 單軸壓縮下煤樣超聲波衰減測試實驗結果59-62
• 5.1.2 單軸壓縮下煤樣超聲波衰減規(guī)律的理論分析62-75
• 5.1.3 單軸壓縮下煤樣超聲波衰減規(guī)律理論與實驗驗證75
• 5.2 劈裂拉伸下煤樣超聲波衰減規(guī)律75-80
• 5.2.1 劈裂拉伸下煤樣超聲衰減測試實驗結果75-77
• 5.2.2 劈裂拉伸下煤樣超聲衰減規(guī)律的理論分析77-80
• 5.3 本章小結80-81
• 6 煤樣超聲波主頻值變化規(guī)律的研究81-93
• 6.1 傅里葉變換81-82
• 6.2 煤樣超聲波的主頻值處理結果82-87
• 6.3 煤樣超聲波的主頻值處理結果理論分析87-91
• 6.4 本章小結91-93
• 7 研究結論與建議93-95
• 7.1 主要研究結論93-94
• 7.2 建議94-95
• 參考文獻95-101
• 作者簡歷101-102
• 學位論文數(shù)據(jù)集102

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1 ;常溫常壓染絲機[J];針織工業(yè);1976年01期

2 ;常溫常壓噴染機的研制與應用[J];針織工業(yè);1982年03期

3 ;烯烴的常溫常壓合成新工藝[J];化學世界;1988年05期

4 王金明;全尺寸常溫常壓模擬鉆井臺架已投產(chǎn)[J];石油鉆采工藝;1982年06期

5 李栓;徐波;馬瑞剛;郝彥忠;;廢橡膠常溫常壓連續(xù)再生新工藝[J];橡塑資源利用;2012年03期

6 金國山,周忠清;常溫常壓合成苯酚的進展[J];金山油化纖;1997年04期

7 代新祥;文梓蕓;;常溫常壓土聚水泥凝結與硬化的試驗研究[J];廣東建材;2005年12期

8 ;新材料常溫常壓下可捕獲并轉化二氧化碳[J];四川冶金;2013年03期

9 ;科技情報[J];天津化工;1971年02期

10 ;常溫常壓低成本聚合硫酸鐵、三氯化鐵生產(chǎn)技術[J];化學世界;1995年05期

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1 記者 陳丹;常溫常壓下存在三維金屬碳獲理論證實[N];科技日報;2013年

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3 岳淼;常溫常壓射頻等離子對PBO纖維表面處理[D];北京化工大學;2008年

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5 王寧;常溫常壓無催化劑CH_4與N_2等離子體合成新物質研究[D];大連海事大學;2004年

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本文編號：315587