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內容簡介

《煤巖破壞表面電位效應理論與機制研究》主要研究煤巖受載破壞的表面電位效應、規(guī)律、影響因素、產生機理及采動影響下現場煤體表面電位分布規(guī)律。建立了煤巖受載破壞表面電位實驗系統，研究了煤巖單軸壓縮、拉伸、三點彎曲、摩擦、脹裂等不同加載方式下的表面電位特征規(guī)律及非線性特征，深入研究了不同因素對煤巖表面電位的影響規(guī)律及機理。研究了煤巖破壞應變局部化與表面電位分布特征，研究了煤巖變形破裂過程和表面電位產生機理，建立了有限邊界煤巖表面電位的統計損傷計算模型、煤巖破壞自由電荷累積與煤巖本構關系之間的聯系。研究了采動應力下煤層表面電位的時空分布規(guī)律及其影響因素。對于煤巖破壞表面電位信號的深入研究，在礦山煤巖動力災害危險監(jiān)測、煤巖體應力狀態(tài)及其穩(wěn)定性評估、隧道穩(wěn)定性測試、混凝土構筑物安全性監(jiān)測等應用方面具有重要的理論意義和實際應用價值。
　　《煤巖破壞表面電位效應理論與機制研究》可供從事煤巖動力災害研究、煤巖物理力學性質、采礦地球物理、巖土工程等領域的科技工作者、研究生、本科生及礦山安全工作者、工程技術人員參考。

作者簡介

李忠輝，1978年10月出生于河北省高邑縣，博士、副教授，博士生導師，中國煤炭學會會員。2007年畢業(yè)于中國礦業(yè)大學安全技術及工程專業(yè)，獲工學博士學位，目前在中國礦業(yè)大學安全工程學院工作，從事礦山安全、煤巖動力災害監(jiān)測預報、煤巖表面電位效應等方面的科研與教學工作。2009年獲全國百篇優(yōu)秀博士學位論文，入選教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃（2010）、江蘇省第四期“333高層次人才培養(yǎng)工程”（2011），獲得江蘇省高校“青藍工程”優(yōu)秀青年骨干教師（2010）、中國礦業(yè)大學第七批青年學術帶頭人（2011）等稱號?，F主持國家自然科學基金青年科學基金項目1項，全國百篇博士學位論文作者專項資金項目1項，教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃項目1項，國家十二五科技支撐計劃項目1項，完成中國礦業(yè)大學青年科研基金項目1項，?！皢⒑接媱潯表椖?項；作為主要研究人員參與國家自然科學基金、國家“十五”重點科技攻關項目、國家“十一五”科技支撐計劃項目、國家973計劃、國家863計劃、國際合作項目等多項國家級科研項目；獲國家科技進步二等獎1項（2006）、安全生產科技成果獎1項（2011）、焦作市科技進步二等獎1項（2009）；發(fā)表論文30余篇，其中被SCI收錄4篇，EI收錄15篇；獲國家發(fā)明專利2項；合著專著1部。

圖書目錄

1 緒論
1.1 引言
1.2 煤巖電磁輻射研究現狀
1.2.1 電磁輻射現象研究
1.2.2 電磁輻射機理研究
1.3 巖石破裂表面電位研究進展
1.3.1 巖石破裂表面帶電現象
1.3.2 巖石破裂電位信號研究
1.3.3 地電場活動研究
1.4 巖石表面電位產生機理
1.5 煤巖表面電位研究中存在的不足
1.6 研究方法及研究內容
1.6.1 研究方法
1.6.2 研究內容

2 煤巖破壞表面電位實驗系統與實驗方案
2.1 煤巖表面電位實驗系統及試樣
2.1.1 煤巖表面電位實驗系統
2.1.2 試樣及其制備方法
2.2 煤巖表面電位實驗內容及方案
2.2.1 煤體表面電位實驗內容
2.2.2 煤體表面電位實驗步驟
2.2.3 煤巖表面電位實驗方案

3 煤巖破壞表面電位特征及規(guī)律性
3.1 煤巖表面電位實驗
3.1.1 煤巖單軸壓縮表面電位實驗結果
3.1.2 煤巖拉伸表面電位實驗結果
3.1.3 煤巖三點彎曲破壞表面電位實驗結果
3.1.4 煤巖摩擦表面電位實驗結果
3.1.5 煤樣破壞內部電位變化規(guī)律
3.2 煤巖表面電位與載荷及其變化率的相關性分析
3.2.1 相關性分析理論
3.2.2 表面電位相關性分析結果

4 煤巖破壞表面電位的分形特征
4.1 表面電位的R-S分析
4.1.1 R-S分析
4.1.2 R-S分析結果
4.2 煤巖表面電位分形特征
4.2.1 分形概述
4.2.2 煤巖表面電位信號的分形特征
4.3 表面電位的多重分形
4.3.1 多重分形理論
4.3.2 表面電位多重分形譜

5 煤樣破壞應變局部化與表面電位分布特征
5.1 煤樣破壞表面應變場分布研究
5.1.1 煤樣受載表面應變場
5.1.2 煤樣破壞應變場分布實驗研究
5.2 煤樣表面電位分布規(guī)律
5.2.1 表面電位空間插值理論
5.2.2 煤樣表面電位云圖
5.3 煤樣應變局部化與表面電位集中化
5.3.1 煤樣破壞應變局部化
5.3.2 煤樣表面電位分布集中化特征

6 煤巖表面電位的影響因素
6.1 電性參數對煤樣表面電位的影響
6.1.1 受載煤樣電阻率的實驗研究
6.1.2 電阻率對煤樣表面電位的影響分析
6.2 加載方式對煤樣表面電位的影響
6.3 加載速率對表面電位的影響
6.4 煤巖缺陷對表面電位的影響
6.5 水分對煤巖表面電位的影響
6.5.1 水分對煤巖力學性質的影響
6.5.2 水對煤樣表面電位影響的分析及實驗
6.6 煤樣充放瓦斯的表面電位
6.6.1 實驗系統及實驗方案
6.6.2 實驗結果分析及探討
6.7 煤巖脹裂表面電位研究
6.7.1 實驗研究
6.7.2 實驗結果及分析

7煤巖破壞微觀過程及表面電位產生機理
7.1 煤巖變形破裂微觀機理分析
7.1.1 煤中的裂紋與缺陷
7.1.2 裂紋擴展理論
7.1.3 裂紋的擴展途徑
7.1.4 斷裂前破壞帶形成的微觀分析
7.1.5 煤巖變形破裂微觀機理總結
7.2 煤巖破裂表面電位機理
7.2.1 煤巖破裂自由電荷產生機理
7.2.2 受載煤巖的表面電位
7.2.3 煤巖表面電位的統計損傷計算模型

8 采動煤體表面電位的時空分布規(guī)律
8.1 地震、火山災害地電異常測試
8.2 煤礦現場煤巖表面電位測試研究
8.2.1 表面電位測試裝置
8.2.2 測試場地概況
8.2.3 測試方式
8.3 采掘空間周圍煤體表面電位的時空變化規(guī)律
8.3.1 煤體表面電位的時間變化規(guī)律
8.3.2 煤體表面電位的空間變化規(guī)律
8.4 煤體表面電位的影響因素研究
8.4.1 機電設備對表面電位的影響
8.4.2 煤層注水對表面電位的影響
8.4.3 注水孔兩側煤體表面電位的分布
8.5 意義與展望
參考文獻