大傾角煤層巷道周邊圍巖常受到復(fù)雜非對稱載荷的影響,而非對稱載荷產(chǎn)生的剪應(yīng)力成分有利于圍巖裂隙的開裂與擴展,這是導(dǎo)致大傾角煤層巷道破裂失穩(wěn)的主要原因之一。從不同角度揭示大傾角煤層巷道破裂演化與失穩(wěn)機理可對此類巷道支護設(shè)計提供重要參考依據(jù)。雖然國內(nèi)外學(xué)者針對大傾角煤層巷道破裂失穩(wěn)機理與控制技術(shù)開展了一系列研究,但因缺乏相關(guān)的實驗系統(tǒng),從實驗室小試樣角度揭示剪應(yīng)力成分對大傾角煤層巷道破裂行為的影響仍為研究空白,考慮頂板弱面滑移效應(yīng)的采動下大傾角煤層巷道失穩(wěn)模式仍鮮有報道,從力學(xué)角度揭示采動強度與傾角對大傾角煤層巷道圍巖應(yīng)力及變形影響的研究仍需完善。本文將綜合采用實驗室試驗、數(shù)值模擬、理論分析和現(xiàn)場試驗等手段開展采動影響下大傾角煤層巷道圍巖破裂演化與失穩(wěn)機理研究,并針對性的提出相應(yīng)的控制理論與技術(shù)。主要研究結(jié)論如下:（1）研發(fā)壓縮-剪切耦合加載實驗系統(tǒng),詳述該系統(tǒng)具體組裝步驟及使用方法,給出煤巖試樣在壓縮-剪切耦合加載下的強度計算原理;與傳統(tǒng)的單軸壓縮實驗系統(tǒng)相比,該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)試樣在傾斜條件下的單軸加載,使其處于壓剪耦合力學(xué)狀態(tài)下,該加載方式能夠有效反映大傾角巷道受壓縮-剪切耦合載荷影響的力... 

【文章頁數(shù)】：229 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
變量注釋表
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 存在的主要問題
    1.4 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
    1.5 主要創(chuàng)新點
2 壓縮-剪切耦合作用下煤巖變形及破裂力學(xué)行為
    2.1 實驗系統(tǒng)及方案
    2.2 實驗結(jié)果分析
    2.3 煤巖破壞過程中的能量演化規(guī)律
    2.4 壓縮-剪切耦合載荷下煤巖宏觀破裂模式
    2.5 壓縮-剪切耦合載荷下煤巖體力學(xué)性能定量表征
    2.6 本章小結(jié)
3 壓縮-剪切耦合作用下煤巖微破裂演化規(guī)律
    3.1 煤巖破裂的聲發(fā)射表征方法
    3.2 不同傾角下煤巖破裂過程的聲發(fā)射特征
    3.3 不同加載速率下煤巖破裂過程的聲發(fā)射特征
    3.4 壓縮-剪切耦合載荷下裂紋開裂模式演化規(guī)律
    3.5 壓縮-剪切耦合載荷下煤巖裂隙起裂力學(xué)機制
    3.6 本章小結(jié)
4 采動下大傾角煤層巷道破裂失穩(wěn)機理模擬研究
    4.1 數(shù)值計算模型的建立
    4.2 煤層傾角對巷道圍巖失穩(wěn)模式的影響
    4.3 采動強度對大傾角巷道圍巖失穩(wěn)模式的影響
    4.4 弱面滑移效應(yīng)對大傾角巷道圍巖失穩(wěn)機制的影響
    4.5 大傾角煤層巷道圍巖漸進破裂失穩(wěn)機制
    4.6 本章小結(jié)
5 采動下大傾角煤層巷道圍巖應(yīng)力及變形力學(xué)分析
    5.1 復(fù)變函數(shù)及保角變換理論
    5.2 力學(xué)模型的建立與解答
    5.3 算例分析
    5.4 本章小結(jié)
6 大傾角煤層回采巷道圍巖穩(wěn)定性控制體系與技術(shù)
    6.1 支護下大傾角煤層巷道頂板自穩(wěn)力學(xué)機制
    6.2 大傾角煤層巷道“高預(yù)應(yīng)力非對稱”控制技術(shù)
    6.3 工業(yè)性試驗
    6.4 采動下大傾角煤層回采巷道支護設(shè)計流程
    6.5 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻
作者簡歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]偏應(yīng)力對巖石破裂作用機制試驗研究[D]. 王常委.中國礦業(yè)大學(xué) 2019
[2]卸荷條件下煤巖變形破壞機理研究[D]. 朱明政.中國礦業(yè)大學(xué) 2019
[3]大傾角異形回采巷道采動變形破壞規(guī)律及支護技術(shù)研究[D]. 高凱.西安科技大學(xué) 2018
[4]不同應(yīng)力環(huán)境下花崗巖失穩(wěn)破壞特性試驗研究[D]. 李春義.昆明理工大學(xué) 2018
[5]大傾角薄層頂板巷道圍巖失穩(wěn)力學(xué)分析及支護技術(shù)[D]. 張明.中國礦業(yè)大學(xué) 2014
[6]深埋非圓形隧洞錨桿長度研究[D]. 周譽.華北電力大學(xué) 2013
[7]傾斜煤層沿頂掘進回采巷道上幫煤體失穩(wěn)機理與工程應(yīng)用[D]. 張輝.河南理工大學(xué) 2009
[8]大傾角煤層回采巷道破壞機理及錨桿支護分析[D]. 李冬.西安科技大學(xué) 2005



本文編號：3651096