礦產(chǎn)資源需求量的不斷增大以及土地資源的限制使用,可以預(yù)見(jiàn)高堆尾礦庫(kù)的數(shù)量會(huì)越來(lái)越多;與此同時(shí),選礦設(shè)備和工藝的進(jìn)步使得尾礦細(xì)粒化程度加劇。尾礦壩內(nèi)應(yīng)力隨著壩體高度的上升而增大,尾礦顆粒的細(xì)化和高應(yīng)力環(huán)境對(duì)尾礦庫(kù)的穩(wěn)定性具有重大影響。以往對(duì)尾礦力學(xué)行為的研究基本上都是采用均質(zhì)材料,常規(guī)壓力,對(duì)于高應(yīng)力下細(xì)粒尾礦力學(xué)行為的系統(tǒng)性研究較少。因此,本文針對(duì)大型高尾礦壩高應(yīng)力的特點(diǎn),通過(guò)完善高應(yīng)力下尾礦力學(xué)行為室內(nèi)實(shí)驗(yàn)體系,結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)與理論分析開(kāi)展高應(yīng)力尾礦力學(xué)行為及聲發(fā)射特征的系統(tǒng)性研究。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下。(1)通過(guò)對(duì)試驗(yàn)尾礦進(jìn)行三軸壓縮、粒度測(cè)試、微觀掃描、顯微圖像處理等試驗(yàn),分析了尾礦粒徑分布、礦物成份和顆粒特征,基于非線性數(shù)學(xué)模型描述了尾礦細(xì)觀結(jié)構(gòu),揭示了高應(yīng)力下尾礦強(qiáng)度演化機(jī)理,構(gòu)建了高應(yīng)力下的尾礦強(qiáng)度準(zhǔn)則。(2)基于Einav提出的修正的相對(duì)破碎概念*,對(duì)比分析試驗(yàn)前后尾礦顆分試驗(yàn)結(jié)果,得到了尾礦顆粒破碎演化規(guī)律和分形特征,揭示了尾礦顆粒破碎機(jī)理,構(gòu)建了適用于高應(yīng)力下細(xì)粒尾礦顆粒破碎的預(yù)測(cè)模型。(3)對(duì)比分析不同應(yīng)力環(huán)境下尾礦偏應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系,基于高應(yīng)力下尾礦強(qiáng)度準(zhǔn)則,提出了...

【文章頁(yè)數(shù)】：163 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題來(lái)源
    1.2 研究背景與意義
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 尾礦物理力學(xué)特性研究現(xiàn)狀
        1.3.2 顆粒破碎研究現(xiàn)狀
        1.3.3 尾礦本構(gòu)模型研究現(xiàn)狀
        1.3.4 巖土特征點(diǎn)研究現(xiàn)狀
        1.3.5 巖土材料聲發(fā)射技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.4 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線
        1.4.1 高應(yīng)力下細(xì)粒尾礦強(qiáng)度特性研究
        1.4.2 高應(yīng)力下細(xì)粒尾礦破碎機(jī)理研究
        1.4.3 高應(yīng)力下細(xì)粒尾礦本構(gòu)模型研究
        1.4.4 高應(yīng)力下細(xì)粒尾礦破壞啟動(dòng)點(diǎn)研究
        1.4.5 高應(yīng)力下尾礦三軸剪切聲發(fā)射特征探究
        1.4.6 技術(shù)路線
第二章 尾礦基本物理力學(xué)特性
    2.1 概述
    2.2 尾礦粒徑分布
        2.2.1 粒徑分析試驗(yàn)
        2.2.2 顆粒分布描述
        2.2.3 尾礦分類
    2.3 尾礦礦物成分
        2.3.1 分析方法
        2.3.2 尾礦礦物分析試驗(yàn)
        2.3.3 試驗(yàn)結(jié)果分析
    2.4 尾礦顆粒特征
        2.4.1 分析方法
        2.4.2 顆粒形貌特征研究
        2.4.3 顆粒特征測(cè)試
        2.4.4 試驗(yàn)結(jié)果分析
    2.5 高應(yīng)力下尾礦應(yīng)力-應(yīng)變特性
        2.5.1 三軸剪切試驗(yàn)
        2.5.2 試驗(yàn)結(jié)果分析
    2.6 高應(yīng)力下尾礦強(qiáng)度特性
        2.6.1 常規(guī)應(yīng)力下尾礦強(qiáng)度準(zhǔn)則
        2.6.2 高應(yīng)力下尾礦強(qiáng)度準(zhǔn)則
        2.6.3 多因素影響下強(qiáng)度變化規(guī)律
    2.7 本章小結(jié)
第三章 高應(yīng)力下細(xì)粒尾礦顆粒破碎研究
    3.1 概述
    3.2 尾礦顆粒破碎試驗(yàn)
        3.2.1 試驗(yàn)方案
        3.2.2 制樣過(guò)程顆粒破碎分析
        3.2.3 剪切過(guò)程顆粒破碎分析
    3.3 尾礦顆粒破碎描述
        3.3.1 顆粒破碎的描述方法
        3.3.2 尾礦顆粒破碎量化表征
    3.4 尾礦顆粒破碎分形特征研究
        3.4.1 顆粒破碎分形模型
        3.4.2 尾礦顆粒破碎分形描述
        3.4.3 分形維數(shù)與破碎率Br
*關(guān)系
    3.5 尾礦顆粒破碎宏觀機(jī)理分析
        3.5.1 水對(duì)顆粒破碎程度的影響
        3.5.2 壓實(shí)度對(duì)顆粒破碎的影響
        3.5.3 圍壓對(duì)顆粒破碎的影響
        3.5.4 多因素影響下尾礦顆粒破碎機(jī)理
    3.6 尾礦顆粒破碎預(yù)測(cè)模型
        3.6.1 剪切過(guò)程中破碎參量
        3.6.2 臨界狀態(tài)破碎參量
        3.6.3 模型參數(shù)確定
        3.6.4 預(yù)測(cè)模型應(yīng)用
    3.7 本章小結(jié)
第四章 高應(yīng)力下細(xì)粒尾礦本構(gòu)模型
    4.1 概述
    4.2 理論模型選取
    4.3 非線性彈性模型
        4.3.1 Green超彈性模型
        4.3.2 Cauchy彈性模型
        4.3.3 次彈性模型
    4.4 Duncan-Chang模型
        4.4.1 Duncan-Chang模型
        4.4.2 模型參數(shù)研究
        4.4.3 Duncan-Chang模型的改進(jìn)
    4.5 細(xì)粒尾礦本構(gòu)模型
        4.5.1 模型構(gòu)建
        4.5.2 模型參數(shù)的確定方法
        4.5.3 模型驗(yàn)證及效果評(píng)價(jià)
    4.6 本章小節(jié)
第五章 高應(yīng)力下細(xì)粒尾礦破壞啟動(dòng)點(diǎn)研究
    5.1 概述
    5.2 巖土損傷力學(xué)基本理論
        5.2.1 損傷變量
        5.2.2 等效性假設(shè)
        5.2.3 熱力學(xué)定律
        5.2.4 狀態(tài)方程
        5.2.5 演化方程
    5.3 尾礦損傷力學(xué)模型
        5.3.1 尾礦力學(xué)特性
        5.3.2 尾礦剪脹演化機(jī)理
        5.3.3 尾礦力學(xué)模型
        5.3.4 尾礦損傷演化方程
    5.4 尾礦破壞啟動(dòng)點(diǎn)
        5.4.1 破壞啟動(dòng)點(diǎn)的定義
        5.4.2 尾礦剪切帶的形成過(guò)程
        5.4.3 冪函數(shù)型應(yīng)變局部化理論的解析
        5.4.4 高應(yīng)力下尾礦破壞啟動(dòng)點(diǎn)
        5.4.5 破壞啟動(dòng)點(diǎn)的合理性驗(yàn)證
    5.5 高應(yīng)力下尾礦破壞啟動(dòng)點(diǎn)與廣義特征點(diǎn)相關(guān)性探究
        5.5.1 高應(yīng)力下尾礦損傷演化分析方法構(gòu)建
        5.5.2 高應(yīng)力下尾礦彈性模量確定
        5.5.3 高應(yīng)力下尾礦彈性段泊松比確定
        5.5.4 高應(yīng)力下尾礦廣義特征點(diǎn)及其物理含義
        5.5.5 高應(yīng)力下尾礦破壞啟動(dòng)點(diǎn)與廣義特征點(diǎn)的相關(guān)性
    5.6 本章小節(jié)
第六章 高應(yīng)力下尾礦三軸剪切聲發(fā)射特征探究
    6.1 概述
    6.2 尾礦聲發(fā)射試驗(yàn)
        6.2.1 試驗(yàn)設(shè)備
        6.2.2 試驗(yàn)方案
    6.3 尾礦聲發(fā)射基本參數(shù)特征
        6.3.1 高低頻通道的定義
        6.3.2 聲發(fā)射撞擊特征
        6.3.3 聲發(fā)射能量特征
        6.3.4 尾礦聲發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生機(jī)制
    6.4 尾礦聲發(fā)射r值研究
        6.4.1 聲發(fā)射r值定義
        6.4.2 聲發(fā)射r值特征
    6.5 尾礦聲發(fā)射RA值研究
        6.5.1 聲發(fā)射RA值定義
        6.5.2 聲發(fā)射RA值特征
    6.6 破壞啟動(dòng)點(diǎn)的聲發(fā)射信號(hào)頻段特征
        6.6.1 小波包聲發(fā)射信號(hào)頻段分解
        6.6.2 聲發(fā)射信號(hào)各頻段能量表征
        6.6.3 破壞啟動(dòng)點(diǎn)及相鄰點(diǎn)頻段能量分布規(guī)律
    6.7 破壞啟動(dòng)點(diǎn)的聲發(fā)射信號(hào)分形特征
        6.7.1 聲發(fā)射能量分形維數(shù)計(jì)算
        6.7.2 分形維值結(jié)果分析
    6.8 本章小節(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    7.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間的研究成果



本文編號(hào)：3810198

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