煤樣的靜動(dòng)力學(xué)特性

目錄
前言
第1章　煤樣的物理化學(xué)特性　1
1.1　煤巖微細(xì)觀及化學(xué)成分特征　2
1.2　試驗(yàn)煤樣制備　9
1.2.1　煤樣采集及制備　9
1.2.2　煤樣的飽水處理方法　12
1.2.3　飽水前后煤樣裂隙微觀特征　13
1.3　含水煤樣水化腐蝕損傷效應(yīng)特征　14
1.3.1　水化腐蝕損傷對(duì)煤體的影響　14
1.3.2　水化腐蝕損傷化學(xué)過程分析　16
參考文獻(xiàn)　19
第2章　靜載作用下含水煤樣力學(xué)試驗(yàn)特征　20
2.1　靜載巖石力學(xué)試驗(yàn)設(shè)備及方案　20
2.1.1　試驗(yàn)系統(tǒng)及控制變量概況　20
2.1.2　含水煤樣靜載試驗(yàn)方案　23
2.2　自然飽和下煤樣變形與強(qiáng)度特征　24
2.2.1　含水煤樣單軸壓縮試驗(yàn)　24
2.2.2　含水煤樣三軸壓縮試驗(yàn)　26
2.2.3　煤樣變形與破裂過程分析　28
2.3　強(qiáng)制飽和下煤樣強(qiáng)度與變形特征　30
2.3.1　強(qiáng)制飽和煤樣制備　30
2.3.2　單軸壓縮煤樣強(qiáng)度與變形特征分析　32
2.3.3　單軸壓縮煤樣聲發(fā)射特征　35
2.3.4　三軸壓縮煤樣強(qiáng)度與變形特性分析　39
2.3.5　三軸壓縮煤樣聲發(fā)射特征　48
參考文獻(xiàn)　56
第3章　動(dòng)靜組合加載下煤樣動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)特征　57
3.1　煤巖動(dòng)力學(xué)測(cè)試原理及方法　57
3.1.1　SHPB裝置實(shí)驗(yàn)原理　57
3.1.2　一維動(dòng)靜組合加載實(shí)驗(yàn)裝置　61
3.1.3　三維動(dòng)靜組合加載SHPB實(shí)驗(yàn)裝置　63
3.1.4　動(dòng)靜組合加載試驗(yàn)步驟及方案　64
3.2　動(dòng)載作用下煤樣尺寸效應(yīng)研究　64
3.2.1　波的彌散效應(yīng)和應(yīng)力均勻問題　64
3.2.2　動(dòng)載作用下煤樣尺寸效應(yīng)討論　70
3.2.3　煤樣尺寸效應(yīng)試驗(yàn)分析　72
3.3　一維動(dòng)靜組合加載煤樣力學(xué)試驗(yàn)　75
3.3.1　不同含水煤樣強(qiáng)度及變形特征　75
3.3.2　不同靜載煤樣強(qiáng)度及變形特征　78
3.3.3　不同動(dòng)載煤樣強(qiáng)度及變形特征　81
3.4　三維動(dòng)靜組合加載煤樣力學(xué)試驗(yàn)　84
3.4.1　相同圍壓不同軸向靜載煤樣強(qiáng)度及變形分析　84
3.4.2　相同軸向靜載不同圍壓煤樣強(qiáng)度及變形分析　87
3.5　煤樣的動(dòng)態(tài)應(yīng)力-應(yīng)變曲線特征　90
參考文獻(xiàn)　92
第4章　真三維動(dòng)靜組合加載含水煤樣力學(xué)試驗(yàn)特征　94
4.1　真三維動(dòng)靜組合加載實(shí)驗(yàn)設(shè)備及試樣制備　95
4.1.1　真三維動(dòng)靜組合加載實(shí)驗(yàn)設(shè)備概況　95
4.1.2　試樣制備　96
4.1.3　試驗(yàn)方案　97
4.2　真三維動(dòng)靜組合加載試驗(yàn)結(jié)果分析　98
4.2.1　自然煤樣及飽水7d煤樣試驗(yàn)結(jié)果　98
4.2.2　自然煤樣及飽水7d煤樣動(dòng)態(tài)強(qiáng)度討論　105
參考文獻(xiàn)　106
第5章　動(dòng)靜組合加載含水煤樣損傷斷裂特征　108
5.1　煤巖體斷裂力學(xué)理論基礎(chǔ)　109
5.1.1　煤巖裂隙斷裂分類及尖端應(yīng)力場(chǎng)　109
5.1.2　動(dòng)載裂隙斷裂現(xiàn)象和擴(kuò)展速度　112
5.1.3　煤樣結(jié)構(gòu)破壞與力學(xué)性能弱化關(guān)系　113
5.2　動(dòng)靜組合加載裂隙水-應(yīng)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　靜載含水張開翼型裂隙模型　117
5.2.3　煤樣裂隙水賦存特征　120
5.2.4　動(dòng)靜組合加載含水張開翼型裂隙模型　121
5.3　動(dòng)靜組合加載含水煤樣強(qiáng)度特征　125
5.3.1　裂隙靜、動(dòng)態(tài)斷裂準(zhǔn)則及關(guān)系　125
5.3.2　裂隙水促進(jìn)或抑制裂隙擴(kuò)展機(jī)制分析　126
5.3.3　靜載、動(dòng)靜組合加載含水煤樣抗壓強(qiáng)度　129
5.3.4　飽水煤巖類材料強(qiáng)度對(duì)比討論　132
5.4　一維動(dòng)靜組合加載煤樣損傷本構(gòu)模型建立　136
5.4.1　煤樣損傷變量的定義　136
5.4.2　煤樣損傷變量的確定　137
5.4.3　動(dòng)載煤樣損傷本構(gòu)關(guān)系建立　139
5.4.4　動(dòng)載煤樣統(tǒng)計(jì)損傷本構(gòu)模型驗(yàn)證　142
參考文獻(xiàn)　143
第6章　動(dòng)靜組合加載含水煤樣的破壞與能量耗散特征　146
6.1　動(dòng)靜組合加載含水煤樣的破壞模式分析　148
6.1.1　含水煤樣動(dòng)態(tài)破壞形態(tài)分析　148
6.1.2　巖石分形理論應(yīng)用　153
6.1.3　煤樣動(dòng)態(tài)破壞與分形統(tǒng)計(jì)　155
6.2　一維動(dòng)靜組合加載含水煤樣能量耗散特征　157
6.2.1　動(dòng)靜組合加載能量構(gòu)成及耗散　157
6.2.2　含水煤樣的能耗密度與入射能關(guān)系　160
6.2.3　含水煤樣各能量傳遞效率分析　162
6.2.4　含水煤樣動(dòng)態(tài)強(qiáng)度與耗散率關(guān)系分析　162
6.3　煤巖變形破壞的能量轉(zhuǎn)化作用　164
參考文獻(xiàn)　168