目錄
《博士后文庫》序言
前言
第1章 緒論 1
1.1 單體巖石壓縮破壞研究現(xiàn)狀 2
1.1.1 單體巖石單軸壓縮破壞 2
1.1.2 單體巖石三軸壓縮破壞 3
1.2 煤巖組合體破壞力學(xué)與沖擊傾向性研究現(xiàn)狀 6
1.2.1 煤巖組合體破壞力學(xué)特性 6
1.2.2 煤巖組合體的沖擊傾向性 7
1.2.3 壓縮過程中能量演化特征 14
1.2.4 加載過程中裂紋演化及聲發(fā)射 15
1.2.5 巖石的應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系 16
參考文獻 17
第2章 單軸壓縮下煤巖組合體破壞力學(xué)特性 22
2.1 單體巖石單軸壓縮破壞試驗 23
2.1.1 巖石單軸壓縮試驗概況 23
2.1.2 自然巖樣單軸壓縮試驗結(jié)果 28
2.1.3 泡水巖樣單軸壓縮試驗結(jié)果 29
2.1.4 標準巖樣單軸壓縮破壞形態(tài) 33
2.1.5 不同高徑比巖樣單軸壓縮試驗結(jié)果 35
2.1.6 高徑比對巖樣力學(xué)參數(shù)的影響 37
2.2 深部煤巖組合體單軸壓縮破壞試驗 43
2.2.1 試驗概況 43
2.2.2 完整巖樣和煤樣力學(xué)特性分析 45
2.2.3 深部煤巖組合體破壞力學(xué)特性 48
2.3 單軸壓縮不同傾角深部煤巖組合體破壞力學(xué)特性 54
2.3.1 不同傾角煤巖組合體單軸壓縮試驗概況 54
2.3.2 不同傾角煤巖組合體單軸壓縮破壞試驗結(jié)果 54
2.3.3 不同傾角深部煤巖組合體破壞的擴展有限元分析 58
2.4 深部煤巖組合體相互作用分析 61
參考文獻 64
第3章 不同圍壓下深部煤巖組合體破壞力學(xué)特性 67
3.1 單體巖石三軸壓縮破壞 68
3.1.1 試驗方案 68
3.1.2 試驗結(jié)果 70
3.1.3 變形特征 70
3.1.4 強度特征 73
3.2 深部煤巖組合體三軸壓縮破壞試驗 80
3.3 深部煤-巖組合體三軸壓縮破壞力學(xué)特性 81
3.3.1 試驗結(jié)果 81
3.3.2 變形特征 81
3.3.3 破壞模式 83
3.3.4 強度特征 86
3.4 深部巖-煤組合體三軸壓縮破壞力學(xué)特性 91
3.4.1 試驗結(jié)果 91
3.4.2 變形特征 92
3.4.3 破壞模式 95
3.4.4 強度特征 95
3.5 深部巖-煤-巖組合體三軸壓縮破壞力學(xué)特性 98
3.5.1 試驗結(jié)果 98
3.5.2 5 MPa圍壓下RMR組試樣壓縮試驗 100
3.5.3 10 MPa圍壓下RMR組試樣壓縮試驗 101
3.5.4 15 MPa圍壓下RMR組試樣壓縮試驗 101
3.5.5 20 MPa圍壓下試樣壓縮試驗 103
3.6 三種煤巖組合體強度比較 106
參考文獻 107
第4章 煤巖體破壞沖擊傾向性研究 110
4.1 沖擊傾向性指標 112
4.1.1 沖擊能量指數(shù)KE 112
4.1.2 動態(tài)破壞時間Dt 112
4.1.3 脆性指標修正值(BIM) 113
4.2 單體巖石試驗結(jié)果分析 114
4.2.1 單體巖石單軸壓縮試驗結(jié)果 114
4.2.2 單體巖石沖擊傾向性分析 118
4.3 泡水對巖石沖擊傾向性的影響 120
4.3.1 泡水巖石的沖擊傾向性 120
4.3.2 巖石沖擊傾向性分類 122
4.4 不同高徑比對沖擊傾向性的影響 123
4.4.1 不同高徑比巖石沖擊傾向性 123
4.4.2 巖石高徑比與BIM的關(guān)系 125
4.4.3 高徑比與峰前積蓄能量、沖擊能量指數(shù)的關(guān)系 126
4.5 圍壓對沖擊傾向性的影響 128
4.5.1 不同圍壓下巖石的沖擊傾向性 128
4.5.2 圍壓對脆性指標修正值及沖擊能量指數(shù)的影響 129
4.6 煤巖組合體峰后破壞脆性特征 130
4.7 煤巖組合體破壞沖擊傾向性特征 133
4.7.1 煤巖組合體的峰前積蓄能量與峰后耗散能量 133
4.7.2 煤巖組合體沖擊傾向性 136
參考文獻 139
第5章 深部煤巖組合體分級加卸載破壞力學(xué)特性試驗研究 141
5.1 深部煤巖組合體循環(huán)加卸載試驗概況 142
5.2 深部煤巖組合體循環(huán)加卸載破壞力學(xué)特性分析 144
5.2.1 試驗結(jié)果 144
5.2.2 不同循環(huán)階段動應(yīng)力-應(yīng)變曲線 145
5.2.3 不同循環(huán)階段煤巖組合體的泊松比 153
5.2.4 煤巖組合體加卸載響應(yīng)比研究 155
5.2.5 煤巖組合體循環(huán)加卸載損傷參數(shù)分析 157
5.3 深部煤巖組合體加卸載破壞過程能量演化特征 158
5.3.1 能量演化基本理論 158
5.3.2 煤巖組合體循環(huán)加卸載能量演化特征 159
5.3.3 煤巖組合體能量演化的理論驗證 165
參考文獻 168
第6章 單軸壓縮下深部煤巖組合體破壞過程能量演化特征 170
6.1 單軸加載過程中能量分析 172
6.2 煤巖組合體熱力學(xué)過程 173
6.2.1 煤巖組合體的非平衡熱力學(xué) 173
6.2.2 基于能量理論的煤巖組合體整體失穩(wěn)條件 175
6.3 輸入能量演化特征 178
6.4 單軸壓縮能量演化特征 180
6.4.1 煤巖組合體能量演化規(guī)律 180
6.4.2 煤巖組合體能量比例與應(yīng)力的關(guān)系 184
6.5 脆性巖石破壞的能量跌落系數(shù)研究 185
6.5.1 巖石變形破壞過程中能量的再認識 185
6.5.2 應(yīng)力跌落過程的能量分析 187
6.5.3 應(yīng)力跌落過程的能量表示 188
6.5.4 能量跌落系數(shù)的分析計算及對比 190
參考文獻 195
第7章 煤巖組合體破壞過程裂紋演化及聲發(fā)射研究 198
7.1 煤巖組合體裂紋演化規(guī)律 199
7.1.1 單軸加載裂紋演化特征 199
7.1.2 煤巖組合體閉合應(yīng)力和閉合應(yīng)變 204
7.1.3 循環(huán)加卸載裂紋演化特征 205
7.2 煤巖組合體聲發(fā)射特性分析 206
7.2.1 巖石斷裂破壞的聲發(fā)射機理初探 206
7.2.2 聲發(fā)射定位機理 211
7.3 煤巖組合體聲發(fā)射試驗研究 213
7.3.1 煤巖體聲發(fā)射試驗結(jié)果及分析 213
7.3.2 煤巖組合體聲發(fā)射分析與討論 215
參考文獻 218
第8章 深部煤巖組合體破壞非線性理論模型研究 221
8.1 基本假設(shè) 222
8.2 深部煤巖組合體整體破壞理論模型 223
8.2.1 深部煤巖組合體整體破壞理論模型建立 223
8.2.2 深部煤巖組合體整體破壞理論模型驗證 225
8.3 深部巖-煤-巖組合體整體破壞理論模型 227
8.3.1 深部巖-煤-巖組合體整體破壞理論模型建立 227
8.3.2 深部巖-煤-巖組合體整體破壞理論模型驗證 230
8.3.3 理論與試驗結(jié)果誤差分析及討論 233
8.4 基于裂紋演化的峰前應(yīng)力-應(yīng)變理論模型 235
8.4.1 基于裂紋演化的峰前應(yīng)力-應(yīng)變模型的建立 235
8.4.2 裂紋閉合和擴展模型驗證 237
8.4.3 煤巖組合體峰前應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系模型 239
8.4.4 循環(huán)加卸載試驗驗證 240
8.5 深部煤巖組合體峰后應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系模型 243
8.5.1 煤巖組合體峰后軟化應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系 243
8.5.2 實例驗證 246
8.5.3 煤巖組合體參數(shù)敏感性分析 247
參考文獻 249
編后記 253