煤样的静动力学特性
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作者王文
出版社科学出版社
ISBN9787030679260
出版时间2022-10
装帧平装
开本16开
定价128元
货号1202761581
上书时间2024-11-25
商品详情
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目录
前言
第1章 煤样的物理化学特性 1
1.1 煤岩微细观及化学成分特征 2
1.2 试验煤样制备 9
1.2.1 煤样采集及制备 9
1.2.2 煤样的饱水处理方法 12
1.2.3 饱水前后煤样裂隙微观特征 13
1.3 含水煤样水化腐蚀损伤效应特征 14
1.3.1 水化腐蚀损伤对煤体的影响 14
1.3.2 水化腐蚀损伤化学过程分析 16
参考文献 19
第2章 静载作用下含水煤样力学试验特征 20
2.1 静载岩石力学试验设备及方案 20
2.1.1 试验系统及控制变量概况 20
2.1.2 含水煤样静载试验方案 23
2.2 自然饱和下煤样变形与强度特征 24
2.2.1 含水煤样单轴压缩试验 24
2.2.2 含水煤样三轴压缩试验 26
2.2.3 煤样变形与破裂过程分析 28
2.3 强制饱和下煤样强度与变形特征 30
2.3.1 强制饱和煤样制备 30
2.3.2 单轴压缩煤样强度与变形特征分析 32
2.3.3 单轴压缩煤样声发射特征 35
2.3.4 三轴压缩煤样强度与变形特性分析 39
2.3.5 三轴压缩煤样声发射特征 48
参考文献 56
第3章 动静组合加载下煤样动力学试验特征 57
3.1 煤岩动力学测试原理及方法 57
3.1.1 SHPB装置实验原理 57
3.1.2 一维动静组合加载实验装置 61
3.1.3 三维动静组合加载SHPB实验装置 63
3.1.4 动静组合加载试验步骤及方案 64
3.2 动载作用下煤样尺寸效应研究 64
3.2.1 波的弥散效应和应力均匀问题 64
3.2.2 动载作用下煤样尺寸效应讨论 70
3.2.3 煤样尺寸效应试验分析 72
3.3 一维动静组合加载煤样力学试验 75
3.3.1 不同含水煤样强度及变形特征 75
3.3.2 不同静载煤样强度及变形特征 78
3.3.3 不同动载煤样强度及变形特征 81
3.4 三维动静组合加载煤样力学试验 84
3.4.1 相同围压不同轴向静载煤样强度及变形分析 84
3.4.2 相同轴向静载不同围压煤样强度及变形分析 87
3.5 煤样的动态应力-应变曲线特征 90
参考文献 92
第4章 真三维动静组合加载含水煤样力学试验特征 94
4.1 真三维动静组合加载实验设备及试样制备 95
4.1.1 真三维动静组合加载实验设备概况 95
4.1.2 试样制备 96
4.1.3 试验方案 97
4.2 真三维动静组合加载试验结果分析 98
4.2.1 自然煤样及饱水7d煤样试验结果 98
4.2.2 自然煤样及饱水7d煤样动态强度讨论 105
参考文献 106
第5章 动静组合加载含水煤样损伤断裂特征 108
5.1 煤岩体断裂力学理论基础 109
5.1.1 煤岩裂隙断裂分类及很好应力场 109
5.1.2 动载裂隙断裂现象和扩展速度 112
5.1.3 煤样结构破坏与力学性能弱化关系 113
5.2 动静组合加载裂隙水-应力翼型裂隙模型建立 114
5.2.1 已有翼型裂隙模型成果 114
5.2.2 静载含水张开翼型裂隙模型 117
5.2.3 煤样裂隙水赋存特征 120
5.2.4 动静组合加载含水张开翼型裂隙模型 121
5.3 动静组合加载含水煤样强度特征 125
5.3.1 裂隙静、动态断裂准则及关系 125
5.3.2 裂隙水促进或抑制裂隙扩展机制分析 126
5.3.3 静载、动静组合加载含水煤样抗压强度 129
5.3.4 饱水煤岩类材料强度对比讨论 132
5.4 一维动静组合加载煤样损伤本构模型建立 136
5.4.1 煤样损伤变量的定义 136
5.4.2 煤样损伤变量的确定 137
5.4.3 动载煤样损伤本构关系建立 139
5.4.4 动载煤样统计损伤本构模型验证 142
参考文献 143
第6章 动静组合加载含水煤样的破坏与能量耗散特征 146
6.1 动静组合加载含水煤样的破坏模式分析 148
6.1.1 含水煤样动态破坏形态分析 148
6.1.2 岩石分形理论应用 153
6.1.3 煤样动态破坏与分形统计 155
6.2 一维动静组合加载含水煤样能量耗散特征 157
6.2.1 动静组合加载能量构成及耗散 157
6.2.2 含水煤样的能耗密度与入射能关系 160
6.2.3 含水煤样各能量传递效率分析 162
6.2.4 含水煤样动态强度与耗散率关系分析 162
6.3 煤岩变形破坏的能量转化作用 164
参考文献 168
内容摘要
冲击地压是影响煤矿安全生产的重大灾害之一。冲击地压的形成常以震源冲击应力波的方式通过煤岩介质传递至采掘空间，造成冲击地压事故，煤层注水是冲击地压防治常用方法之一，研究含水煤样冲击动力学过程是冲击地压防治亟待解决的理论问题。冲击地压中煤岩失稳破坏可以简化为含水煤样高静载与动载复合作用的过程，项目利用动静组合加载试验系统，采用理论分析、实验室试验手段，探索煤的微观结构及化学成分性质，测试静载作用下煤样的变形及强度特征；进行了煤样一维动静组合、三维动静组合作用下动态强度及能量耗散分析；结合含水对煤样裂隙的损伤特征，构建动力扰动作用下含水煤样的损伤本构模型。研究成果为进一步认识冲击地压发生机理及精准防治提供理论基础。
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