深部采动高水压底板突水灾变演化特征规律基础试验研究 9787030562302
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作者孙文斌
出版社科学出版社
ISBN9787030562302
出版时间2017-01
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开本其他
定价98元
货号9340129
上书时间2024-07-01
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《博士后文库》序言
前言
第1章 绪论 1
1.1 深部突水灾变的研究意义 1
1.2研究现状分析 2
1.2.1底板突水机理研究现状 2
1.2.2相似模拟试验研究现状 8
1.2.3高水压影响作用研究现状 11
1.2.4裂隙扩展演化研究现状 12
1.2.5研究进展 14
1.3本书主要内容 14
1.4研究方法和技术路线 15
第2章 底板采动破坏特征与高压水作用力学分析 17
2.1 底板采动破坏突水机理分析 17
2.1.1 “下三带”理论 17
2.1.2 “下四带”理论 18
2.1.3递进导升学说 21
2.2底板采动破坏特征 21
2.2.1破坏深度影响因素与特征 22
2.2.2破坏深度预计 24
2.2.3矿山压力影响下底板破坏深度 25
2.3高水压作用下采动底板受力分析 26
2.3.1 深部开采高水压与突水特征 26
2.3.2高水压影响下底板破坏力学模型 27
2.3.3 力学模型解析 30
2.4高水压底板破坏判据及突水危险性力学分析 33
2.4.1 底板破坏判据 33
2.4.2工作面推进危险性分析 35
2.4.3底板突水通道形成机理分析 36
第3章 节理裂隙岩体高水压渗流特性实验研究 40
3.1 裂隙岩体渗流特性与灾变机理研究概述 41
3.1.1 概述 41
3.1.2裂隙岩体渗流特点 42
3.2节理裂隙岩体高水压渗流特性实验方案及实验条件 44
3.2.1实验条件 44
3.2.2实验方法 46
3.3节理裂隙岩体高水压渗流特性试验结果与分析 51
3.3.1三维应力对裂隙渗流规律影响的理论分析 51
3.3.2三维应力和渗透水压对裂隙渗流规律影响的试验结果 53
3.3.3试验结果分析 54
第4章 高水压底板突水通道形成与动态演化过程研究 57
4.1采动底板应力场与渗流场耦合分析 57
4.1.1应力场变化特征 57
4.1.2渗流场变化特征 59
4.1.3应力场与渗流场的相互影响 60
4.1.4应力与渗流耦合分析 62
4.2 高水压底板突水通道形成与动态演化过程数值模拟研究 63
4.2.1 FLAC3D软件简介 63
4.2.2数值模型设计 63
4.2.3模拟方案 65
4.2.4 模拟结果分析 66
4.2.5 万案模拟结果比较分析 71
4.2.6主要结论 73
第5章 深部采动底板突水主要因素模拟手段与物理模拟试验系统研发 74
5.1 试验系统研发目的及要求 74
5.1.1试验系统研发背景及模拟要求 74
5.1.2试验系统研发目的意义及内容 79
5.2物理模拟试验台设计 80
5.2.1 相似模拟基本理论 80
5.2.2试验台模型简化设计 83
5.3试验台系统结构 86
5.3.1试验台及主体结构 86
5.3.2伺服加载系统 90
5.3.3水压控制系统 91
5.3.4监测采集系统 92
5.3.5其他主要辅助设备 94
第6章 新型流固耦合相似模拟材料研制与性能掌控 96
6.1 研发要求及相似模拟原理 96
6.1.1新型流崮耦合材料要求 96
6.1.2相似模拟原理 97
6.2试验仪器设备与材料介质的选取 100
6.2.1试验仪器设备 100
6.2.2相似模拟材料介质选取 103
6.3 新型材料研制及相关力学参数测定 105
6.3.1试验设计 105
6.3.2新型材料性能测定 108
6.4新型材料性能影响因素分析 119
6.4.1碳酸钙 119
6.4.2凡士林 120
6.4.3黏土 122
6.4.4其他成分 123
6.5新型材料总结分析 124
6.5.1 新型流固相似模拟材料性能评估 124
6.5.2新型材料性能控制因素 126
6.5.3新型材料优缺点 127
第7章 深部高水压底板突水灾变特征物理模拟试验 128
7.1相似模拟方案及模型设计 128
7.1.1相似准则及理论分析 128
7.1.2横型设计及基本参数 129
7.1.3 模型制作 132
7.2底板破坏规律与突水特征分析 134
7.2.1 模型岩体初始应力状态 134
7.2.2底板裂隙发育阶段 136
7.2.3突水通道萌生阶段 140
7.2.4突水通道演化阶段 142
第8章 深部开采断层活化突水及裂隙扩展的试验研究 145
8.1 断层相似材料的研制 145
8.1.1材料的选取分析 145
8.1.2试验方案设计 146
8.1.3断层材料对围岩影响研究 148
8.1.4相似材料膨胀破裂时空过程 149
8.2试验台与相似比的选择 151
8.2.1采动底板突水相似试验系统 151
8.2.2相似比的确定 155
8.3模型的设计与铺设 156
8.3.1模型设计 156
8.3.2模型的制作 159
8.4试验结果与分析 161
8.4.1 模型岩体初始应力状态 161
8.4.2断层裂隙发育阶段 162
8.4.3 突水通道萌生阶段 165
8.4.4突水通道演化阶段 167
第9章 深部高水压底板含隐伏构造破坏特征分析 171
9.1 高水压对裂隙的影响作用分析 171
9.1.1地下水对底板的高压冲击破坏 171
9.1.2地下水对底板的高压扩隙 173
9.2 高水压对底板破坏灾变仿真模拟分析 174
9.2.1模拟分析软件 174
9.2.2数学模拟模型及方案 175
9.2.3 模拟结果分析 1 77
主要参考文献 215
编后记 222
内容摘要
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