一、关于岩石变形及破坏与时间变化规律的研究（论文文献综述）
赵阳升[1]（2021）在《岩体力学发展的一些回顾与若干未解之百年问题》文中指出在讨论若干岩体力学概念的基础上,较全面地回顾与分析了全世界岩体力学发展中科学与应用2个方面的重要成就及不足,其中,在岩石力学试验机与试验方法方面,介绍了围压三轴试验机、刚性试验机、真三轴试验机、流变试验机、动力试验机、高温高压试验机、多场耦合作用试验机、CT-岩石试验机、现场原位岩体试验及试验标准等;本构规律方面介绍了岩石全程应力-应变曲线、围压三轴与真三轴力学特性、时效与尺寸效应特性、动力特性、渗流特性、多场耦合特性、结构面力学特性、岩体变形破坏的声光电磁热效应等;岩体力学理论方面介绍了岩体力学介质分类、块裂介质岩体力学、强度准则、本构规律、断裂与损伤力学、多场耦合模型与裂缝分布模型;数值计算方面介绍了数值方法与软件、位移反分析与智能分析方法。清晰地论述了工程岩体力学与灾害岩体力学分类、概念及其应用领域划分,分析、梳理了大坝工程、隧道工程、采矿工程、石油与非常规资源开发工程等重大工程的岩体力学原理,以及各个历史阶段工程技术变迁与发展的工程岩体力学的重要成就,分析、梳理了滑坡、瓦斯突出、岩爆与地震等自然与工程灾害发生及发展的岩体力学原理,以及各个历史阶段的预测防治技术的灾害岩体力学重要成就。详细分析、讨论了8个岩体力学未解之百年问题,包括岩体力学介质分类理论、缺陷层次对岩体变形破坏的控制作用和各向异性岩体力学理论与分析方法 3个岩体力学理论问题,岩体尺度效应、时间效应、岩体系统失稳破坏的灾变-混沌-逾渗统一理论、完整岩石试件与岩体系统失稳破坏的时间-位置与能量三要素预测预报5个非线性岩体力学问题。
庞帆[2]（2021）在《加载速率对丁字形裂隙岩体力学特性影响的试验研究》文中研究说明岩体中存在着不同倾角、数量、交叉方式的裂隙,在外力作用下会诱发边坡滑坡,硐室坍塌,采场冒顶等灾害。裂隙岩体的力学与能量特性的研究对各种裂隙岩体工程的安全与稳定性评价有现实指导价值,裂隙岩体研究也成为当前岩石力学方面的热点课题之一。本文开展了单轴压缩试验和单轴逐级循环加卸载试验,揭示了裂隙角度和加载速率等因素对丁字形裂隙岩体的静、动态力学与能量特性的影响规律,并基于能量耗散系数法研究了裂隙岩体渐进破坏过程中的强度特征,提出了丁字形裂隙岩体的屈服强度确定方法。研究结果如下:（1）研究了丁字形裂隙岩体的静力学特性,结果表明:主裂隙倾角为0°时,随着次裂隙夹角的增大,丁字形裂隙岩体的峰值强度、弹性模量、破坏应变呈现出增大的现象;而当主裂隙倾角为45°和90°时,随着次裂隙夹角的增大,丁字形裂隙岩体的峰值强度、弹性模量、破坏应变呈现出减小的趋势。加载速率的增加使得丁字形裂隙岩体的峰值强度、弹性模量性质得到加强,破坏应变性质发生弱化。（2）主裂隙倾角为0°时,随着次裂隙夹角的增加,丁字形裂隙岩体峰值点的总能量、弹性应变能、耗散能、弹性能量比增加,而耗散能量比减小;主裂隙倾角为45°和90°时,随着次裂隙夹角的增加,丁字形裂隙岩体峰值点的总能量、弹性应变能、耗散能、耗散能量比减少,弹性能量比增加。随着加载速率的增加,丁字形裂隙岩体峰值点处的总能量、弹性能与弹性能量比增加,而耗散能与耗散能量比减小。（3）定义了能量耗散系数,研究了能量耗散系数的演化规律,提出了裂隙岩体渐进破坏过程中屈服强度的确定方法,并与传统的方法-裂纹体积应变法相比较,验证了该方法的准确性和合理性。此外,建立关于能量耗散系数的岩爆倾向性判据,预测了丁字形裂隙岩体试样的岩爆可能性。（4）研究了丁字形裂隙岩体的动力学特性,结果表明:随着加载速率的增加,丁字形裂隙岩体的动峰值强度、动弹性模量、动静峰值强度比增大,而动静弹性模量比却减小;处于低加载速率时,试样的动峰值强度小于静峰值强度,而动弹性模量均大于静弹性模量在本文的加载速率区间。（5）研究了不同应变比、加载速率、裂隙角度下丁字形裂隙岩体的动态能量特性,得出:随着应变比的增加,滞回环面积呈幂函数式增加,阻尼比先减小后增大,阻尼系数增加;随着加载速率的增加,滞回环面积、阻尼比、阻尼系数增大;丁字形裂隙岩体主裂隙倾角为0°和45°时,随着次裂隙夹角增加,滞回环面积、阻尼比、阻尼系数增加,当丁字形裂隙岩体主裂隙倾角为90°时,随着次裂隙夹角增加,滞回环面积、阻尼比、阻尼系数降低。
胡楠[3]（2021）在《深部高地应力条件下采场围岩损伤机理与稳定性分析》文中研究说明随着金属矿产的不断开采和利用,国内外的很多矿井已经进入了深部开采的阶段,深部“三高一扰动”的问题逐渐凸显。研究深部岩石在高地应力环境和爆破引起的冲击组合作用下的破岩机制,对保证金属矿深部开采的安全性和提升生产效率有重要的理论和工程意义。为此,本文以山东黄金集团三山岛金矿西山矿区-1005m深部开采为研究背景。首先进行现场的地应力测量和岩石基础物理力学参数测定获得深部地应力和岩石力学性质数据;然后综合运用理论分析、室内试验和数值模拟等方法,针对动静荷载共同作用下岩石的损伤过程和强度弱化规律进行了研究;最后将围岩强度的损伤弱化规律引入到数值模拟过程,对采场在高地应力和爆破冲击组合作用下的稳定性进行了研究,主要内容如下:（1）根据应力解除法的基本原理,采用空心包体应变计对三山岛金矿-690m至-1005m深度进行原岩应力测量,获得了深部矿体原岩应力随深度演化的规律。通过对现场采集样本进行室内试验,获得了深部岩石抗压强度、抗拉强度、剪切强度、波速等参数。（2）结合深部应力分布的实际情况,设定合理的轴压-围压比例,应用围压霍普金森压杆（SHPB）试验装置,对工程现场采集的试件进行了不同围压状态下的循环冲击试验研究。获得了不同冲击强度和不同围压条件对岩石的应力、应变、应变率、峰值应力、弹性模量等力学参数的影响规律和循环冲击作用下应力波所携带能量的透射、反射和吸收规律。（3）引入了考虑孔隙率的冲击损伤模型和损伤力学裂隙的扩展理论,建立了单次冲击损伤与循环冲击损伤的联系。根据单次循环损伤过程中不同阶段的特征应力,将循环冲击划分为五个损伤累积等级,并结合损伤力学理论从内部裂隙演化的角度分析了损伤累积的机理。建立了基于能量吸收率演化的应力阈值划分方法,划定了原始裂隙闭合应力和裂纹稳定扩展两个重要应力阈值,研究了不同围压和不同冲击荷载对两个阈值的影响。（4）基于霍普金森试验中能量吸收过程,计算得到了循环冲击过程的损伤变量,发现不同峰值应力的循环冲击中损伤变量的演化趋势有明显差别。将循环冲击条件下的损伤过程分为裂隙稳定扩展并逐步贯通的弱损伤累积型破坏和裂隙先稳定扩展再加速扩展的强损伤累积型破坏。应用二次函数和Logistic函数的反函数的方式,分别建立了弱损伤累积和强损伤累积过程中的损伤变量的拟合方程,均取得了良好的拟合效果,从而从能量的吸收角度建立了损伤变量与冲击次数的演化关系。（5）采用数值模拟软件,在静力分析的基础上引入爆破冲击损伤对围岩强度的弱化。根据三山岛金矿的房柱式交替向上充填采矿法开采过程,设置了 6m*6m、9m*9m和12m*12m三种截面尺寸的矿房进行模拟;从构筑免压拱的角度设置了 54m跨度单免压拱和27m跨度双免压拱的不同开采顺序对开采过程进行了模拟。从而优选了采场参数和过程,为实现高效低废采矿的目标提供了理论依据。
屠文锋[4]（2021）在《爆破动力诱发裂隙岩体破坏突水机理与过程调控方法》文中提出隧道对我国“交通强国”战略和“一带一路”倡议的实施具有关键性支撑作用。未来10年间将新建数万公里隧道,其建设规模和难度不断增大。由于地下水及其储存构造-溶洞、断层等重大灾害源普遍赋存,隧道施工中突涌水灾害频发,严重制约着隧道安全施工与高效建设。针对隧道安全施工面临的基础理论难题与重大技术挑战,由于人们对爆破扰动下隧道突涌水机理的科学认识不足,缺少有效的灾害过程调控方法,难以实现突涌水灾害主动防控。围绕爆破动力诱发裂隙岩体破坏突水机理与过程控制,本研究采用理论与模拟试验相结合的研究方法,提出了岩体爆破物理模拟与数值试验方法,建立了爆破动力扰动下隔水岩体破坏突水判据和防突最小安全厚度计算方法,系统剖析突水动力灾变演化过程,建立了考虑爆破扰动作用的突涌水过程调控机制,获得以下成果。（1）基于高压脉冲致裂原理与岩体爆破冲击理论,建立了炸药质量与非炸药式激发能量关联关系,提出了高压脉冲致裂定量模拟爆破动力的方法,破解了以往无法精确模拟爆破动力的难题。基于离散元颗粒动力接触膨胀荷载法与动刚度计算方法,引入爆炸正弦应力波加载方法,并通过叠加原理动态更新计算过程,建立了裂隙岩体三维爆破模拟方法。采用二维管道域模型对预制裂隙施加恒定水压力,并与爆炸荷载耦合作用,实现了爆炸冲击作用下含水裂隙的扩展模拟。针对不同裂隙初始水压力、爆炸荷载条件,开展了单次与循环爆破作用下裂隙岩体破坏过程模拟,揭示了爆破动力-水压作用下的裂隙岩体变形破坏规律。（2）基于爆破动力物理模拟试验方法,研制了含水裂隙动力损伤性能测试系统,由爆破动力模拟与测试装置、裂隙内水压加载与监测装置、内裂隙损伤与外裂缝扩展监测装置组成,实现了含水裂隙动力损伤测试的定量表征。针对不同爆破强度、裂隙初始水压、加载围压和爆破距离试验条件下的大尺度类岩石试件,开展了多组含水裂隙与干燥裂隙爆破动力损伤对比试验,发现了爆破诱发含水裂隙水压内升与应变振荡现象。相同初始水压下,水压内升幅值随爆破强度增大呈对数型增长,而对于动态应变幅值则呈S型增长。相同爆破强度下,水压内升幅值随初始水压增大呈S型增长,而对于动态应变幅值则呈指数型增长。随着爆破距离增加,水压内升幅值和动态应变幅值均呈反比例降低。随着加载围压的增大,裂隙水压内升与动态应变幅值均呈指数型增长。（3）对于有限边界方形试件,裂隙内水压较低时,唯有单次大当量爆破才能导致爆心处新生裂纹即刻贯通至含水裂隙。裂隙内水压较高时,单次大当量爆破会导致爆生裂隙与预制裂隙瞬时贯通并延伸至边界。爆破冲击诱发的裂隙内水压内升导致裂隙岩体有效应力改变,进一步影响岩体应力分布状态,促使含水裂隙萌生、起裂、扩展与贯通,并影响着含水裂纹的扩展模式。（4）基于裂隙岩体细观破坏特征分析,建立了反映岩体内部不均质性诱发的局部渐进破坏应力-渗流耦合模型。基于含水裂隙动力扩展模型,计算爆破-水压作用下裂隙压剪与拉剪动态应力强度因子,建立了隧道裂隙岩体动力破坏突水判据,提出了基于安全系数的隧道施工安全指导方法。基于裂隙岩体爆破动力模拟试验新认知,提出了隧道防突结构破坏的科学分区:开挖破坏区、渗透破坏区和层裂破坏区,揭示了裂隙岩体渐进破坏力学机制。（5）开挖破坏区受爆破扰动、卸荷以及原始损伤累积影响,通过计算由岩体波速降低率得到的强度折减系数来动态修正岩体扰动系数,建立了考虑循环爆破动力扰动的开挖破坏区厚度计算方法。爆炸应力波传播至前方充水溶洞等灾害源边界时,临空面岩体产生拉破坏,致使临近的防突岩体呈现明显的层裂破坏区,考虑爆炸应力波反射作用,建立了爆破扰动、水压作用下层裂破坏区厚度的计算方法。防突岩体中间为渗透破坏区,受富含水的层裂破坏区的强渗透影响出现塑性破坏区域,基于渗流微分方程和平衡微分方程,建立了层裂区水压传递下的渗透破坏区计算方法。上述分区均有效考虑了爆破动力扰动,通过叠加计算来确定隧道防突最小安全厚度,解决了以往分区未全部考虑爆破影响和计算值偏保守的问题,对类似隧道施工安全具有重要指导作用。（6）基于隧道工程地质信息判识与风险动态评估信息,融入防突结构性能评估与以光纤激光微震为载体的多元信息融合监测,提出了四阶段施工动态决策模型:地质基础判识→突水概率评估→防突性能分析→危害量级评判。利用综合权重确定方法得到突涌水主控因素,基于D-S证据理论融合分析,构建了多指标施工决策模型与决策标准。以防突结构性能调节为目标,针对不同灾害源与隧道未来开挖轮廓范围位置关系,建立了防突结构性能过程调控模型,实现了重大突涌水灾害的过程分析与科学决策。
李卫[5]（2021）在《考虑围岩爆破损伤效应的浅埋大跨硬岩车站稳定性分析与应用》文中研究表明随着我国城市轨道交通进入大规模建设时期,城市地铁建设穿越的地层条件愈发复杂,导致隧道施工中地表塌陷、围岩失稳等灾害频发,因此地铁建设中的灾害控制已成为重要研究课题。通常情况下,地铁车站埋深较浅,围岩主要是第四系砂土层,近年来则遭遇一些特殊地质条件,如青岛、大连地铁车站需穿越硬岩地层,致使大跨地铁车站建设面临一系列特殊性（浅埋、跨度大、覆岩厚度小）,硬岩地层条件下浅埋爆破施工引起的围岩损伤规律、地层变形特征及围岩稳定性等问题尚不明晰,设计和施工缺乏理论支撑。本文针对浅埋大跨硬岩车站特殊工况,采用理论计算、室内模型试验、数值模拟和现场监测等研究手段,考虑车站围岩爆破损伤效应,系统研究了硬岩地层浅埋大跨暗挖车站爆破损伤机理,开展了浅埋车站爆破开挖的三维地质力学模型试验,揭示了浅埋车站围岩的爆破损伤特性及规律,提出了考虑爆破影响下车站围岩有效承载厚度的概念,在此基础上提出了与浅埋大跨硬岩车站相匹配的围岩开挖稳定性评价方法。主要研究工作及创新成果如下:（1）建立了爆破损伤作用下围岩稳定性力学分析与数值计算模型,从围岩应力分布、竖向位移大小及塑性破坏区面积等方面,对比分析了爆破损伤效应对浅埋、深埋围岩稳定性的差异性影响,验证了考虑浅埋硬岩车站爆破损伤效应的必要性。研究认为:爆破应力波在浅埋车站围岩传播,遭遇介质突变后部分反射波重新作用于拱顶围岩,造成围岩二次损伤,围岩损伤效果更加明显。爆破应力波随着传播距离的增加,其波形也会发生变化,在深埋隧道中,会在离开震源较远的地方逐渐稳定下来,而在浅埋车站中,应力波会出现相互叠加,体现在围岩介质中可认为围岩拱顶位移变化更明显。（2）基于围岩爆破损伤理论与现场试验测试,获得了围岩损伤因子与爆源距离及装药量间的非线性定量关系;在此基础上,建立了爆破冲击波及应力波作用下的围岩粉碎区及裂隙区半径方程,开展了现场声波测试试验,现场声波测试结果表明,距爆源0～0.6m范围内围岩破坏严重,0.7～1.7m范围内围岩存在损伤扰动区,1.7～4.7m范围内围岩基本保持完整状态,验证了理论计算的合理性。（3）创建了考虑爆破损伤效应的浅埋硬岩开挖稳定性有限差分数值计算模型,提出了基于复合指数型爆破应力波加载的爆破损伤后围岩参数确定方法,分析了考虑与不考虑爆破损伤作用下初支拱盖法开挖应力场、位移场及塑性区变化规律,揭示了爆破损伤效应对车站开挖稳定性的影响机制。（4）研发了浅埋大跨硬岩车站三维地质力学模型试验系统,通过电火花震源实现围岩爆破过程的模拟。开展了考虑与不考虑爆破损伤效应两种工况下的浅埋大跨硬岩车站开挖稳定性模型试验研究,分析初支拱盖法及拱盖法在不同覆岩厚度条件下的车站围岩应力、位移及初期支护应力变化规律,最后从拱顶沉降、地表变形及两帮位移变化等方面分析了初支拱盖法的地层适用性。（5）提出了基于霍普金森压杆试验的围岩力学性质劣化程度确定方法,在此基础上提出了有效承载厚度即有效岩跨比概念,建立了新的适用于爆破损伤影响下的浅埋大跨硬岩车站围岩开挖稳定性评价方法,依托青岛地铁四号线人民会堂站浅埋暗挖工程,从拱顶沉降、地表变形等方面对比分析了有效岩跨比与传统岩跨比条件下的车站围岩变形情况,并与现场实际监测情况进行对比分析,验证了有效岩跨比评价方法的合理性,为浅埋车站爆破施工和开挖设计优化提供了科学指导。
冉珊瑚[6]（2021）在《冲击损伤后红砂岩力学特性与声发射特征试验研究》文中进行了进一步梳理采矿、隧道、地下硐室及边坡等岩石工程的预留岩体会长期处于爆破冲击、周期性静载荷以及水等因素共同作用下,其失稳破坏演化机制相较动载荷、静载荷以及水等单因素作用时更为复杂。目前,关于冲击损伤后水岩作用下岩石变形破坏过程中的力学特性和声发射特征研究尚不多见。本文以红砂岩为研究对象,通过室内试验与理论分析相结合的研究手段,探讨水对冲击损伤后红砂岩静力学特性与声发射特征的影响,主要研究内容及结论如下:（1）为探究冲击损伤后红砂岩的静力学特性,采用SHPB试验装置对岩样开展恒定冲击速度下的循环冲击致损试验,以制备不同初始损伤程度的岩样。在冲击损伤试验中,随着循环冲击次数的增加,红砂岩孔隙尺寸及数量均呈上升变化趋势,T2谱分布曲线由单峰向双峰及三峰转变,孔隙度在T2谱分布曲线上的次峰“钝化”现象更加显着。（2）基于P波构建了修正后的岩石损伤模型,修正后的模型可较好反映岩石在循环冲击载荷作用下的损伤演化特征。在循环冲击载荷作用下,岩石临界破坏与单位体积吸收能的大小相关,若单位体积吸收能高于临界破坏吸收能时,岩石即发生破坏。（3）对冲击损伤后的红砂岩进行了干燥和饱水处理,在此基础上开展了单轴压缩试验和单轴分级循环加卸载声发射试验,研究了峰值应力、峰值应变、弹性模量及破坏模式演化规律。单轴压缩条件下,随着冲击损伤程度的增加,干燥和饱水状态红砂岩峰值应力、峰值应变及弹性模量均呈逐渐减小的变化趋势;单轴分级循环加卸载条件下,随着冲击损伤程度的增加,干燥和饱水状态红砂岩峰值应力、峰值应变变化甚微,加载模量和卸载模量总体呈先增加再减小的变化规律。岩石破坏模式与损伤程度、水和加载方式关系密切。（4）根据声发射信号活跃程度,将循环加卸载条件下岩石破裂过程划分为3个阶段,不同阶段的声发射事件数、振铃计数、能率响应特征与冲击损伤程度、含水状态密切相关。可利用RA和AF值判断岩石破裂过程中微观结构变化及裂纹演化规律,预测岩石宏观破坏模式。（5）基于加卸载响应比理论,计算得到的弹性模量响应比值总体呈先降低再上升的变化趋势;声发射响应比值总体呈减小趋势,且该值逐渐趋向于2。加载初期,冲击损伤后干燥状态红砂岩声发射响应比值远大于饱水状态,无冲击损伤红砂岩在干燥和饱水状态下的声发射响应比值无明显变化。（6）冲击损伤后干燥和饱水状态红砂岩的FR值具有差异,具体表现在:干燥状态红砂岩的FR值呈先增加后减小的变化趋势,饱水状态红砂岩的FR值呈持续减小的变化趋势。
曹孟涛[7]（2021）在《高温下砂质泥岩物理力学特性的各向异性演化规律及其应用》文中进行了进一步梳理油页岩是一种潜在的能源,未来可作为石油和天然气的补充和替代能源。本文主要围绕原位注热开采油页岩过程中砂质泥岩盖层的稳定性展开研究,考虑砂质泥岩的物理力学性质具有显着各向异性,利用热膨胀仪、导热测定仪、低渗岩石渗透率测量装置、高温三轴岩石渗透率测量设备以及高温岩石压力机等设备,研究高温作用下各向异性砂质泥岩的热膨胀系数、导热系数、渗透率和力学参数（弹性模量E、抗压强度σp、抗拉强度σt、内聚力c和摩擦角φ等）随温度的变化规律,探讨高温三轴应力作用下各向异性砂质泥岩在全应力-应变过程中的渗透率演化规律,并通过XRD和TG测试等微观手段分析高温的作用下砂质泥岩矿物结构和成分的变化规律,最后,基于横观各向同性模型,并考虑岩石热物理（热膨胀系数和导热系数）性质和渗透性质的各向异性,建立流-固-热耦合作用的数学模型并给出有限元解法,并以油页岩原位注热开采为工程背景,模拟注热过程中砂质泥岩盖层的温度场、位移场、渗流场以及物理参数的时空演化规律,以期为油页岩原位注热开采工程盖层的稳定性研究提供理论支撑。本文得到的主要结论如下:（1）砂质泥岩的热膨胀系数和导热系数受温度的作用很明显,且表现出很强的各向异性。砂质泥岩在平行、垂直层理方向的导热系数都随着温度升高而降低,但平行层理方向的导热系数始终大于垂直层理的导热系数,二者的比值维持在1.246的水平。砂质泥岩在平行、垂直层理方向的纵波波速都随着温度的增加而不断降低,但具体规律有所差异,且二者的比值随着温度的增加不断增加,呈现三阶段特征:I缓慢增加段（20℃～200℃）、II快速增加段（200℃～500℃）、III缓慢增加段（200℃～500℃）。在垂直层理方向上,砂质泥岩渗透率随着温度的升高而不断增加,呈现三阶段特征:20℃～200℃,渗透率增加量虽小,但增幅为63倍左右;200℃～400℃,渗透率基本稳定;400℃～600℃,渗透率增幅为6.96倍左右;而在平行层理方向上,砂质泥岩渗透率随着温度的升高呈指数增加,最高增幅可达23倍左右。在相同温度、体积应力和渗透压条件下,砂质泥岩在平行层理方向的渗透率比垂直层理方向大1～2个数量级,渗透率比值k2/k1随着温度的升高呈现先降低,再升高,最后下降的趋势。基于渗透率与体积应力和孔隙压力的经验公式,并考虑温度的作用,建立了考虑温度、体积应力以及孔隙压力作用下的各向异性砂质泥岩渗透率公式。（2）通过对不同温度作用下砂质泥岩在垂直/平行层理方向的三轴压缩过程中的渗透率演化规律进行试验研究,得出了以下结论:在垂直层理和平行层理方向上400℃、500℃、600℃高温下的全应力-应变加载变形破坏规律基本一致,砂质泥岩渗透率变化规律与破坏演化规律整体上具有一致性。在垂直层理方向上,渗透率在裂缝压密阶段渗透率呈下降趋势;在线弹性阶段和裂纹的稳定扩展阶段,渗透率出现稳态增加趋势;在裂纹的非稳定扩展阶段,渗透率出现急剧增加;而在平行层理方向上,裂缝压密阶段没有体现出来,在线弹性阶段和裂缝的稳定扩展阶段,渗透率稳定增加,在裂纹的非稳定扩展阶段,渗透率快速增加。在垂直或者平行层理方向上,随着温度的增加,相同的轴向应力点所对应的渗透率逐渐增加;在相同的温度条件下,在加载过程中,相同的轴向应力点,平行层理方向的渗透率要远大于垂直层理方向。砂质泥岩所受的温度越高,相同的应力点所对应的应变值越大,但砂质泥岩的破坏强度降低。在垂直、平行层理方向的砂质泥岩破裂形式主要为单剪切面破坏,但在破坏机制上仍有一些差异:在平行层理方向,主剪切面伴随着沿竖直方向（层理方向）的多组破裂面,且温度越高,破裂面越发育。（3）通过对实时温度作用下（20℃-600℃）各向异性砂质泥岩在单轴压缩过程中的变形特征、破坏机制和声发射特征进行研究,发现:（1）荷载垂直于层理方向时,砂质泥岩的弹性模量随着温度的升高先略有增加（20℃～100℃）,而后线性降低（100℃～600℃）;当荷载平行于层理方向时,弹性模量随着温度的升高近似呈负指数下降。砂质泥岩在垂直、平行层理方向的弹性模量比值E1/E2随着温度的升高呈现三阶段变化特征:先增加（20℃～100℃）,再线性降低100℃～500℃,然后保持不变500℃～600℃,且比值一直大于1;（2）荷载垂直或者平行于层理方向时,砂质泥岩的抗压强度随着温度的升高,基本上都呈线性下降,砂质泥岩在垂直、平行层理方向的抗压强度比值σp1/σp2,随着温度温度的升高,近似呈线性增加,在600℃时,二者比值从20℃时的1.73增至2.76。（3）荷载垂直于层理方向时,随着温度的升高,砂质泥岩的峰值应变近似呈指数增加趋势;荷载平行于层理方向时,砂质泥岩的峰值应变随着温度的升高呈阶段性变化特征,但整体上呈降低趋势。在20℃～600℃温度范围内,砂质泥岩在垂直层理方向的脆性度指数比平行层理方向的脆性指数高2-3个数量级。（4）载荷垂直于层理方向时,随着温度的升高,破坏形式由拉伸破坏向剪切破坏转变;而载荷平行于层理方向时,砂质泥岩的破坏形式主要为“拉伸”破坏类型。（4）通过研究各向异性砂质泥岩的抗拉特性以及抗剪切特性随温度的变化关系,得到的结论如下:（1）当加载力垂直、平行正交于层理面时,抗拉强度都随着温度的增加而持续下降,但下降规律与幅度有所差异,在同一温度条件下,加载力与层理面正交时的抗拉强度3>加载力与层理面垂直时的抗拉强度1>加载力与层理面平行时的抗拉强度2,但三者的相对大小关系随温度的变化规律有所不同;（2）随着温度的升高,当剪切面与层理面垂直、平行、正交时,砂质泥岩的内聚力随着温度的升高近似呈线性下降,而内摩擦角变化不大。在相同的温度条件下,剪切面与层理面正交时的内聚力c3>剪切面与层理面垂直时的内聚力c1>剪切面与层理面平行时的内聚力c2。（3）剪切面与层理面的相对位置对砂质泥岩的破坏形式有重要影响。当剪切面与层理面垂直时,剪切破坏面不规则,表现出延性破坏特征;当剪切面与层理面平行时,剪切破坏面为单一的规则平面,表现出脆性破坏特征;而当剪切面与层理面正交时,砂质泥岩的破坏形态为具有一定宽度的“剪切带”,表现为延性破坏特征。（5）基于横观各向同性模型,引入油页岩和砂质泥岩顶底板的物理力学参数（导热系数、膨胀系数、渗透系数、弹性模量等）与温度的变化规律,并考虑二者的物理力学参数的各向异性,建立了考虑油页岩和砂质泥岩的物理力学参数与温度关系的热-流-固耦合数学模型,并给出了相应的有限元格式（全量法）求解方程,以此研究原位注热开采油页岩过程中砂质泥岩顶底板内温度场、位移场、渗流场以及物理参数的动态变化规律,发现:（1）在原位注热开采油页岩过程中,砂质泥岩（顶底板）受温度的影响范围在10m以内,且注热井周围受温度的作用最为剧烈,可以推测注热井周围的砂质泥岩（顶底板）可能是危险区域,应重点关注;（2）随着注热时间的增加,在热对流和热传导作用下,油页岩层和顶板岩石的温度不断升高,二者力学性能的弱化不断增加,弹性模量的损伤逐渐增加,导致地层的沉降量不断地增加。当注热时间为60个月时,下沉量最大达到3.80m,且最大位移发生在注热井附近,很有可能导致油气泄露,甚至诱发地表沉陷,在注热井周围为危险区域,应提前做好井壁的保护等;（3）随着注热时间的增加,孔隙压力对砂质泥岩顶底板岩石的影响长度（水平方向）逐渐增加,但孔隙压力的最大影响深度变化不大。当注热时间为60个月时,孔隙压力对砂质泥岩的最大影响深度为2.5m左右,发生在注热井与砂质泥岩的交界处。
赵涛[8]（2021）在《冻结裂隙岩体力学特性及冲击动力学响应研究》文中研究指明随着我国“一带一路”倡议的推进,国家大量基础设施的建设正在或将在环青藏高原边缘区和新疆天山山脉等高寒地区进行。高寒地区岩体长期处于冻结状态,冻结岩体的力学特性以及在冲击动力荷载作用下的损伤扩展、破坏行为是决定寒区岩体工程施工安全的关键因素。岩体内部含有大量的孔隙、裂隙等初始缺陷,造成岩体结构的复杂性;加之环境因素和施工扰动影响的多样性,导致冻结岩体的静、动态力学特性、力学本构关系、损伤破坏机制等关键问题尚无明确解答,严重制约了寒区岩石工程的优化设计与安全施工。本文以完整砂岩和裂隙砂岩为研究对象,采用室内试验、理论分析和数值模拟相结合的方法,研究了冻结完整和冻结裂隙砂岩的力学特性、冻结强化效应及主控机制、冲击压缩及劈裂破坏特性。分析了冻结完整砂岩和裂隙砂岩强度、变形特性随冻结温度及裂隙倾角的变化规律,揭示了冻结强化效应的宏-细观机制,研究了冲击荷载作用下冻结裂隙砂岩的损伤破裂特性;并通过数值模拟研究冻结裂隙砂岩在冲击压缩及劈裂荷载作用下内部的应力分布、应力传播等过程;最后,基于颗粒增强理论和宏-细观损伤理论,建立了考虑宏-细观初始损伤的动态损伤本构模型,并对冻结裂隙砂岩动态破坏关键影响因素进行了分析。通过上述研究,主要得到以下结论:（1）冻结完整砂岩的单轴抗压强度、抗拉强度和弹性模量均与冻结温度呈负相关关系,但其变化速率在不同温度区间内差异性显着。常温状态下试样中存在自由水、毛细水和吸附水。随着冻结温度的降低,未冻水含量先快速降低,后缓慢降低。温度从0℃降至-4℃时,未冻水含量快速降低,孔隙中冰含量快速增大,冰对砂岩骨架的支撑作用使得其强度快速升高。单轴抗压强度主要受未冻水膜厚度和冻胀的影响。（2）冻结裂隙砂岩的压缩强度及弹性模量随裂隙倾角的增大呈先减后增的趋势,裂隙倾角为30°时其强度最小,且达到声发射峰值振铃计数的时间最晚。冻结裂隙砂岩的起裂角随裂隙倾角的增大而减小;起裂应力与起裂时间随裂隙倾角的变化趋势,均为先减小后增大。冻结对裂隙砂岩具有显着的强化作用,随着裂隙倾角的增加,冻结强化包括对裂隙的支撑作用、冰-岩界面胶结作用及对裂隙端部应力集中效应的缓解。（3）冻结裂隙砂岩试样的动态压缩强度随温度的降低而增大。裂隙砂岩试样动态压缩强度在0℃～-8℃之间增长速率较小。冻结裂隙砂岩试样动态压缩强度随着裂隙倾角的增大呈现出先减小后增大的趋势,除0℃外,其它温度下均在45°时强度出现拐点。冲击荷载下,不论裂隙倾角的大小,首先发生破坏的是裂隙冰,而后岩石基质发生破坏;0°、15°、30°试样基本保持完整,只有端面一小部位出现了破坏;45°、60°、75°和90°试样出现了贯穿试样的宏观裂纹,且裂纹大多为沿着初始裂隙的尖端进行扩展和贯通的,且存在平行于压应力方向的张拉破坏和与压应力呈一定夹角的剪切破坏,属于混合破坏模式。（4）冻结裂隙砂岩的动态劈裂强度均随着温度的降低而增大,近似呈指数关系。不同倾角冻结裂隙砂岩的动态劈裂破坏模式有共同特征也有显着差异。共同特征包括:①裂隙起裂都发生于加载端一侧初始裂隙端部附近,且均为拉伸裂纹;②在试样破坏过程中裂隙冰与两侧岩石均发生脱粘破坏。差异主要体现在:①当倾角较小时,试样的破坏由拉伸裂纹的扩展控制,表现为垂直于加载方向的拉伸破坏;而当倾角较大时,拉伸裂纹和剪切裂纹共同控制试样的破坏。②当倾角较小时,裂隙冰与岩石界面为拉伸脱粘破坏,且发生于加载初期;当倾角较大时,裂隙冰与岩石界面为剪切破坏,且发生于试样整体破坏之前。冻结作用对裂隙砂岩的动态劈裂强度具有显着的强化效应。（5）基于试验测试结果,将裂隙砂岩认为兼具宏观裂隙与微细观缺陷的复合损伤材料;并基于颗粒增强微细观损伤、宏观损伤组合模型基础理论,构建考虑细观损伤的冻结裂隙砂岩动态本构模型。同时考虑宏观缺陷的影响作用,提出了冻结裂隙砂岩动态本构模型方程;并通过不同冻结温度、不同裂隙倾角的冻结裂隙砂岩试验曲线与本构模型结果对比分析验证本构模型效果;最后,探究裂隙倾角、冻结温度对冻结裂隙砂岩力学指标的影响特征,发现:①裂隙倾角对冻结裂隙砂岩动态强度具有显着控制作用,随裂隙角度增大,均呈现“U”型发育特征,而随着裂隙倾角增大,动态压缩强度出现一定差异性现象,其与未冻水重力作用运移析出有关;②随着冻结温度的降低,动态压缩强度呈现整体增长的趋势,待进入完全冻结阶段后强度快速增加。
田鑫[9]（2021）在《离子型稀土原地浸矿侵蚀作用下花岗岩蠕变特性研究》文中认为蠕变特性是预估岩石长期失效性质的重要依据。离子型稀土原地浸矿过程中,底板基岩长期受到浸矿母液的侵蚀,势必导致其相关工程属性发生复杂的变化,尤其包括以长期强度为代表的一系列蠕变力学特性。这些未知的变化将有可能为后续稀土矿山地质环境治理及土地综合利用等工程埋下安全隐患。本文以国家自然科学基金项目“浸矿侵蚀作用下离子型稀土矿床基岩宏细观劣化机制研究”（No.51764014）为依托,以花岗岩（离子型稀土矿基岩）为研究对象,通过室内基岩浸矿侵蚀模拟试验、单轴压缩与蠕变试验、核磁共振与电镜扫描等手段,系统分析了不同浸矿历时岩样的基本物理力学性质和细观结构演化规律,进而探讨了不同浸矿历时岩样的相关蠕变特性,尝试建立了浸矿侵蚀作用下离子型稀土矿床基岩的改进西原体蠕变模型,并利用单轴与蠕变声发射特征变化规律加以验证。主要研究结论如下:（1）浸矿初期岩样的波速与质量表现为下降趋势,至15天左右达到最低值后开始回升。到浸矿30天左右直至浸矿后期,回升趋势基本趋于平缓。孔隙度在整个浸矿历时周期则呈现出与之相反的变化规律。单轴抗压强度的变化规律与波速和质量的变化规律较为一致,但弹性模量的变化规律则显现出一定滞后性,其最低值出现在浸矿30天左右后开始回升,直至45天左右逐渐趋于平缓。浸矿侵蚀作用下,岩样的裂纹稳定发展阶段与非稳定发展阶段持续应力占比明显,破坏形式总体呈现出由脆性向塑性逐渐转化的趋势,细观结构形貌上也同步表现出较为一致的溶蚀变化规律。（2）在蠕变特性方面,岩样的稳定蠕变速率随浸矿历时明显增加,进入等速蠕变阶段所需的时间随浸矿历时不断减少。分别采用过渡蠕变法、等时应力-应变法和改进稳态蠕变速率法获取了浸矿侵蚀作用下岩样的长期强度,结果表明改进稳态蠕变速率法与等时应力-应变曲线法获取的长期强度较为一致,其演化规律与前期研究结果也基本相符。浸矿侵蚀作用下岩样的蠕变破坏形式主要表现为剪切破坏,细观结构形貌特征较单轴压缩试验溶蚀碎裂程度有所加剧。（3）基于不同浸矿历时岩样的蠕变试验结果,尝试建立了浸矿侵蚀作用下离子型稀土矿床基岩的改进西原体蠕变模型。其中,开尔文体模型中弹性元件E1受浸矿侵蚀作用较为明显,与浸矿时间有关的拟合系数M值呈现出先减小再上升后平缓的趋势,与蠕变试验得到的长期强度变化规律较为一致。该模型基本能够较为全面地反映出不同浸矿历时离子型稀土基岩岩样的蠕变特性。（4）基于单轴与蠕变声发射试验,分析了不同浸矿历时岩样破坏过程的声发射特征。浸矿侵蚀作用下岩样的单轴声发射振铃计数与能量均大幅度增加,进入相对平静期时所对应的应力百分比逐渐增大,且持续时间有所减少;浸矿侵蚀作用下岩样的蠕变声发射振铃计数、事件数与能量则呈现先下降再上升后平缓的发展趋势。引入分形理论,计算了不同浸矿历时岩样加速蠕变阶段的能量分形维数D值,其变化规律整体表现为先下降后出现反复波动,并在临近破坏时降至最小值,此后能量有序度开始持续增加。以上特征可为进一步探明浸矿侵蚀作用下离子型稀土矿基岩蠕变破坏前兆提供参考。
杨道学[10]（2021）在《基于深度学习的岩石微破裂演化声发射行为特征》文中指出我国已建与拟建的岩石工程项目数量之多,规模之大,为世界瞩目,在各类岩石工程施工建设过程中岩石的失稳破坏导致各类工程地质灾害问题愈演愈烈,成为制约岩石工程安全、进度及经济成本的重要因素之一,其中声发射（AE）无损检测技术在各类岩石工程及地质灾害监测预警中应用十分广泛。针对目前基于AE行为的岩石微破裂演化机制研究方面存在的不足,本文综合运用室内试验、理论分析及数值模拟等研究手段,对水力耦合作用下岩石变形破坏过程中微破裂演化机制及AE行为进行研究。主要研究内容及结论如下:（1）在岩石AE滤波及定位方面:针对AE信号的低信噪比、随机性强、非平稳性等特点,提出了一种基于EEMD-SCBSS的AE信号滤波算法;为了消除弹性波在岩石内部传播过程中速度对AE定位精度的影响,提出了一种基于到时时差PSO的未知波速AE定位算法;并基于MATLAB计算平台开发了一套“AE震源矩张量参数反演及震源破裂机制分析软件”,实现了对岩石微破裂过程中AE信号的滤波、未知波速AE定位及AE震源微破裂机制分析。（2）在AE震源产生机制的识别方面:由于AE信号在水中传播过程中衰减速率更快,造成数个AE接收传感器同时采集到同一个AE事件变得较为困难,进而导致矩张量反演理论在研究饱和状态下红砂岩试件变形破坏过程中微破裂演化机制方面存在着一定的局限性;针对矩张量反演理论在识别饱和状态下红砂岩微破裂演化过程中AE震源产生机制存在的问题,提出了一种二维深度残差卷积神经网络识别AE震源产生机制的新方法,通过将一维AE信号转换为二维数字图像,利用深度残差卷积神经网络模型对二维数字图像中高级及抽象的AE震源特征进行提取,并成功地解决了饱和状态下红砂岩微破裂演化过程中AE震源产生机制的识别难题。（3）在不同断裂模式下岩石微破裂演化机制的研究方面:通过Mode Ⅰ与Ⅱ断裂试验测得了不同断裂模式条件下岩石微破裂过程中力学参数与AE行为特征,对不同断裂模式下的AE行为、载荷应力、断裂韧性、非断裂区域损伤量与含水率之间的关系进行了系统性地研究,构建了不同断裂模式下非断裂损伤区域损伤量与含水率之间的数学模型;从CCNBD试件在Mode Ⅰ与Ⅱ断裂过程中主要破坏模式的角度出发,对不同断裂模式下AE信号变化特征进行了分析;基于广义最大周向应力准则推导了Mode Ⅱ断裂模式下CCNBD试件的临界断裂半径、初始起裂角度与含水率之间关系;通过SEM成像结果与AE震源空间分布信息证实了本文提出的非均胶结模型可行性,并利用非均胶结模型对Mode Ⅰ断裂过程中微裂纹扩展机制及断裂过程区进行了研究,揭示了非均质砂岩在Mode Ⅰ断裂过程中微破裂演化机制。（4）在岩石微破裂时间效应的AE行为演化方面:基于统计力学与损伤力学理论建立了岩石微破裂时间效应的含阻尼因子蠕变AE模型,该蠕变模型揭示了减速蠕变及等速蠕变阶AE行为与加速蠕变阶段AE行为的内在联系;利用奇异值分解法对累计AE事件数进行分析,实现了对加速蠕变阶段的定量识别;减速蠕变和等速蠕变阶段的AE波形为突变型,而加速蠕变阶段AE信号波形为突变型和连续型共存的形式,进而从AE波形特性的角度实现了对加速蠕变阶段的定量识别;最终利用弹性波动力学理论对AE波形特征与红砂岩微破裂时间效应之间的关系进行了研究,揭示了红砂岩微破裂时间效应的声发射行为演化特征。（5）针对水对岩石微破裂演化机制的影响:通过数值模拟、AE技术、SEM成像、分形理论与ResNet50模型相结合的研究方法,揭示了不同含水率条件下红砂岩微破裂演化机制。研究结果表明:随着含水量的增加,岩石试件的破坏模式由以张拉型破裂为主导向以剪切型破裂为主导转变,表面的宏观裂纹数目也在逐渐地减少;张拉裂纹更容易聚集形成宏观裂纹,而剪切裂纹分布相对较为分散。并通过对数值模拟结果、SEM成像结果与ResNet50模型识别结果进行对比分析,证实了ResNet50模型可以对不同含水率条件下岩石微破裂过程中AE震源产生机制进行监测解译。
二、关于岩石变形及破坏与时间变化规律的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、关于岩石变形及破坏与时间变化规律的研究（论文提纲范文）
（2）加载速率对丁字形裂隙岩体力学特性影响的试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 裂隙岩体研究现状 |
| 1.2.2 岩石渐进破坏中特征应力研究现状 |
| 1.2.3 岩体动态力学与能量特性研究现状 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 创新点 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 2 样品制备和试验方法 |
| 2.1 样品制备 |
| 2.1.1 相似材料的选取原则 |
| 2.1.2 本文选取的类岩石材料 |
| 2.1.3 试样的制备 |
| 2.2 试验仪器 |
| 2.2.1 试验仪器功能概述 |
| 2.2.2 试验数据的记录与处理 |
| 2.3 试验方案 |
| 2.3.1 单轴压缩试验 |
| 2.3.2 单轴分级加卸载试验 |
| 2.4 动弹模和阻尼参数的计算 |
| 2.5 小结 |
| 3 不同加载速率下丁字形裂隙岩体静态力学特性 |
| 3.1 丁字形裂隙岩体力学特性分析 |
| 3.1.1 丁字形裂隙岩体应力应变曲线分析 |
| 3.1.2 丁字形裂隙岩体峰值强度特性分析 |
| 3.1.3 丁字形裂隙岩体弹性模量特性分析 |
| 3.1.4 丁字形裂隙岩体破坏应变特性分析 |
| 3.2 丁字形裂隙岩体力学损伤特性分析 |
| 3.2.1 丁字形裂隙岩体强度损伤特性分析 |
| 3.2.2 丁字形裂隙岩体变形损伤特性分析 |
| 3.3 小结 |
| 4 不同加载速率下丁字形裂隙岩体静态能量特性 |
| 4.1 能量演化特性 |
| 4.1.1 能量的计算方法 |
| 4.1.2 丁字形裂隙岩体变形过程中的能量变化 |
| 4.2 峰值点处能量演化特征分析 |
| 4.2.1 丁字形裂隙岩体总能量特性分析 |
| 4.2.2 丁字形裂隙岩体弹性能特性分析 |
| 4.2.3 丁字形裂隙岩体耗散能特性分析 |
| 4.3 丁字形裂隙试样峰值处能量比特性分析 |
| 4.3.1 弹性能量比特性分析 |
| 4.3.2 耗散能量比特性分析 |
| 4.4 基于能量耗散系数确定特征应力 |
| 4.4.1 耗散能系数演化曲线 |
| 4.4.2 传统方法与能量耗散法的对比 |
| 4.4.3 特征应力变化规律 |
| 4.5 基于能量耗散系数的岩爆倾向性判据 |
| 4.6 小结 |
| 5 不同加载速率下丁字形裂隙岩体动态力学特性与能量特征研究 |
| 5.1 动应力应变曲线变化特性 |
| 5.2 动态强度演化特性 |
| 5.2.1 动态峰值强度分析 |
| 5.2.2 动静峰值强度比分析 |
| 5.3 动弹性模量演化特性 |
| 5.3.1 不同应变比下动弹性模量演化规律分析 |
| 5.3.2 不同循环加载速率下动弹性模量演化规律分析 |
| 5.3.3 不同裂隙夹角下动弹性模量演化规律分析 |
| 5.3.4 动静弹性模量比分析 |
| 5.4 滞回环面积演化特性 |
| 5.4.1 不同应变比下滞回环面积演化规律分析 |
| 5.4.2 不同循环加载速率下滞回环面积演化规律分析 |
| 5.4.3 不同裂隙夹角下滞回环面积演化规律分析 |
| 5.5 阻尼比演化特性 |
| 5.5.1 不同应变比下阻尼比演化规律分析 |
| 5.5.2 不同循环加载速率下阻尼比演化规律分析 |
| 5.5.3 不同裂隙夹角下阻尼比演化规律分析 |
| 5.6 阻尼系数演化特性 |
| 5.6.1 不同应变比下阻尼系数演化规律分析 |
| 5.6.2 不同循环加载速率下阻尼系数演化规律分析 |
| 5.6.3 不同裂隙夹角下阻尼系数演化规律分析 |
| 5.7 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（3）深部高地应力条件下采场围岩损伤机理与稳定性分析（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 研究背景及问题 |
| 2.1 深部的定义和岩石力学特性 |
| 2.1.1 深部的定义 |
| 2.1.2 深部岩石的力学特征 |
| 2.1.3 深部岩石的力学研究中问题 |
| 2.2 动静荷载组合作用下岩石损伤过程研究 |
| 2.2.1 循环冲击荷载下岩石的力学特性研究 |
| 2.2.2 循环冲击荷载下岩石的能量耗散研究 |
| 2.3 循环冲击条件下岩石的损伤研究 |
| 2.3.1 岩石材料的损伤理论 |
| 2.3.2 损伤理论在循环冲击中的应用 |
| 2.4 问题的提出 |
| 2.5 研究内容和技术路线 |
| 2.5.1 研究内容 |
| 2.5.2 研究方案 |
| 2.5.3 技术路线 |
| 3 原岩应力和基础力学参数测试 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 工程概况 |
| 3.2.1 水文地质 |
| 3.2.2 开采方式 |
| 3.3 原岩应力测量 |
| 3.3.1 测量仪器及测量步骤 |
| 3.3.2 测量结果 |
| 3.4 岩石基础物理力学参数测定 |
| 3.4.1 密度试验 |
| 3.4.2 巴西劈裂试验 |
| 3.4.3 单轴压缩及变形试验 |
| 3.4.4 岩石变角抗剪试验 |
| 3.4.5 波速试验 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 不同围压和不同循环冲击荷载条件下花岗岩的损伤机理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 围压条件下的循环冲击试验研究 |
| 4.2.1 试验原理 |
| 4.2.2 样本采集和试件制备 |
| 4.2.3 试验设备 |
| 4.2.4 波形的选择和修正 |
| 4.2.5 试验过程 |
| 4.3 试验结果及分析 |
| 4.4 动态力学性质 |
| 4.4.1 应力-应变曲线特征 |
| 4.4.2 应力-应变演化 |
| 4.4.3 峰值应力演化 |
| 4.4.4 应变率演化 |
| 4.4.5 弹性模量演化 |
| 4.5 循环冲击过程中的能量演化 |
| 4.6 能量的吸收与应变率的关系 |
| 4.6.1 能量吸收率随应变率演化的过程 |
| 4.6.2 能量吸收的应变率效应 |
| 4.7 循环冲击中吸收能的演化 |
| 4.7.1 吸收能随着冲击次数的演化 |
| 4.7.2 吸收能量的累积 |
| 4.8 反射能和透射能的演化 |
| 4.8.1 透射能的演化 |
| 4.8.2 反射能的演化 |
| 4.9 本章小结 |
| 5 花岗岩循环冲击损伤中应力阈值的确定 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 考虑孔隙率的本构模型 |
| 5.3 基于能量吸收的应力阈值的确定方法 |
| 5.4 两个重要阈值的演化 |
| 5.5 循环冲击损伤类型的划分 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 基于能量耗散的循环冲击损伤演化类型及其方程建立 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 损伤变量 |
| 6.2.1 损伤变量的定义方法 |
| 6.2.2 基于能量耗散的损伤变量计算 |
| 6.3 强损伤累积型冲击的损伤变量 |
| 6.3.1 Logistc方程 |
| 6.3.2 强损伤累积型冲击损伤变量方程 |
| 6.4 弱损伤累积型冲击损伤变量方程 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 深部开采围岩的稳定性分析与采场参数优选 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 岩石力学参数折减 |
| 7.3 爆破作用损伤深度的确定和等效强度折减 |
| 7.4 模型的建立 |
| 7.5 不考虑强度弱化区的开采过程稳定性分析 |
| 7.6 不同矿房截面尺寸的开采过程稳定性分析 |
| 7.6.1 9m~*9m截面矿房开采过程稳定性分析 |
| 7.6.2 6m~*6m截面矿房开采过程稳定性分析 |
| 7.6.3 12m~*12m截面矿房开采过程稳定性分析 |
| 7.7 构筑免压拱方式下的开采稳定性分析 |
| 7.7.1 构筑54m跨度免压拱开采过程稳定性分析 |
| 7.7.2 构筑27m跨度双免压拱开采过程稳定性分析 |
| 7.8 本章小结 |
| 8 结论与创新点 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）爆破动力诱发裂隙岩体破坏突水机理与过程调控方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 突涌水灾变演化机理方面 |
| 1.2.2 爆破试验与模拟方法方面 |
| 1.2.3 防突安全厚度计算方面 |
| 1.2.4 隧道突涌水灾害控制方面 |
| 1.2.5 发展趋势与存在问题 |
| 1.3 主要内容与创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第二章 爆破冲击物理模拟试验与数值模拟方法 |
| 2.1 爆破冲击物理模拟试验方法 |
| 2.1.1 爆破动力模拟试验装置 |
| 2.1.2 爆破动力定量模拟方法 |
| 2.1.3 干燥裂隙扩展试验研究 |
| 2.2 爆破动力离散元数值模拟方法 |
| 2.2.1 爆破离散元模拟分析方法 |
| 2.2.2 爆破模拟参数取值与标定 |
| 2.2.3 二维裂隙扩展数值模拟结果 |
| 2.2.4 三维裂隙扩展数值模拟结果 |
| 2.3 裂隙扩展试验与模拟结果对比分析 |
| 2.3.1 单裂隙扩展对比分析 |
| 2.3.2 交叉裂隙扩展对比分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 爆破冲击下岩体裂隙水压内升机制 |
| 3.1 含水裂隙岩体爆破冲击模拟试验 |
| 3.1.1 含水裂隙动力损伤性能测试系统 |
| 3.1.2 爆破模拟试验设计与实施过程 |
| 3.2 爆破冲击下裂隙水压动态响应规律 |
| 3.2.1 单次爆破冲击下水压内升规律 |
| 3.2.2 水压内升机制影响因素分析 |
| 3.2.3 循环爆破作用下水压变化特征 |
| 3.3 爆炸冲击下应力波响应规律 |
| 3.3.1 能量特征与破裂信号分析 |
| 3.3.2 岩体震动速度响应规律 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 爆破冲击下含水裂隙岩体变形机制 |
| 4.1 单次爆破冲击下裂隙岩体变形规律 |
| 4.1.1 爆破冲击下裂隙动态扩展规律 |
| 4.1.2 爆破冲击下动态应变变化特征 |
| 4.1.3 应变振荡变化影响因素分析 |
| 4.2 循环爆破作用下岩体损伤演化规律 |
| 4.2.1 循环爆破冲击下裂隙扩展规律 |
| 4.2.2 循环爆破冲击下应变变化规律 |
| 4.3 含水裂隙岩体动力破坏离散元模拟 |
| 4.3.1 含水裂隙扩展离散元模拟程序 |
| 4.3.2 含水裂隙岩体动力破坏模拟结果 |
| 4.3.3 循环爆破下裂隙扩展模拟分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 爆破扰动下裂隙岩体动力破坏突水机理 |
| 5.1 裂隙岩体渐进破坏应力-渗流耦合模型 |
| 5.1.1 细观破坏模型基本假定 |
| 5.1.2 裂隙岩体渐进破坏模型 |
| 5.1.3 模型论证分析与验证 |
| 5.2 裂隙岩体动力破坏突水临灾判据 |
| 5.2.1 含水裂隙动力破坏力学模型 |
| 5.2.2 含水裂隙拉剪破坏判据 |
| 5.2.3 含水裂隙压剪破坏判据 |
| 5.3 突涌水灾害演化过程分析 |
| 5.3.1 裂隙岩体渐进破坏过程 |
| 5.3.2 爆破扰动下防突结构破坏分区 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 钻爆法隧道突涌水防突最小安全厚度 |
| 6.1 爆破冲击下围岩扰动破坏区范围 |
| 6.1.1 爆轰压力及应力波衰减规律 |
| 6.1.2 爆破冲击下扰动破坏区计算方法 |
| 6.1.3 围岩扰动破坏区范围影响因素分析 |
| 6.2 循环爆破作用下扰动破坏区范围 |
| 6.2.1 基于爆破扰动系数D的H-B准则修正 |
| 6.2.2 循环爆破作用下扰动破坏区计算方法 |
| 6.2.3 循环扰动破坏区影响因素分析 |
| 6.3 爆炸应力波作用下层裂破坏区范围 |
| 6.3.1 爆炸应力波反射作用机制 |
| 6.3.2 层裂破坏区范围计算方法 |
| 6.4 渗流作用下渗透破坏区范围 |
| 6.4.1 渗透破坏区范围计算方法 |
| 6.4.2 渗透破坏区范围影响因素分析 |
| 6.5 防突最小安全厚度计算分析 |
| 6.5.1 掌子面扰动破坏区计算验证 |
| 6.5.2 层裂破坏区与渗透破坏区计算验证 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 爆破诱发突水灾害施工决策与过程调控 |
| 7.1 钻爆法隧道突水灾害控制决策指标 |
| 7.1.1 不良地质因素统计分析 |
| 7.1.2 爆破开挖施工信息分析 |
| 7.1.3 岩体多元信息指标分析 |
| 7.1.4 施工决策指标体系 |
| 7.2 隧道突涌水灾害安全施工决策方法 |
| 7.2.1 钻爆法隧道施工动态决策模型 |
| 7.2.2 决策指标综合权重确定方法 |
| 7.2.3 钻爆法隧道安全施工决策标准 |
| 7.3 钻爆法隧道突水灾害过程调控方法 |
| 7.3.1 突涌水灾害过程调控模型 |
| 7.3.2 爆破施工与防突性能调控因素分析 |
| 7.3.3 调控实施过程与调控措施 |
| 7.4 爆破诱发突水过程控制与工程验证 |
| 7.4.1 隧道工程基本概况 |
| 7.4.2 爆破施工调控结果分析 |
| 7.4.3 防突结构性能调控结果分析 |
| 7.4.4 突涌水动态调控验证分析 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 博士期间参与的科研项目 |
| 博士期间发表的论文 |
| 博士期间申请的专利 |
| 博士期间获得的奖励 |
| 学位论文评痴及答辩情况表 |
（5）考虑围岩爆破损伤效应的浅埋大跨硬岩车站稳定性分析与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 隧道围岩爆破损伤机理及评价方法研究 |
| 1.2.2 地铁车站开挖工法研究 |
| 1.2.3 大跨暗挖地铁车站围岩开挖稳定性研究 |
| 1.3 目前存在的主要问题 |
| 1.4 主要研究内容、技术路线与创新点 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 1.4.3 主要创新点 |
| 第二章 浅埋与深埋硬岩车站考虑围岩爆破损伤效应对比分析 |
| 2.1 爆破损伤作用下浅埋/深埋围岩稳定性力学分析 |
| 2.1.1 浅埋/深埋界定方式 |
| 2.1.2 浅埋/深埋围岩爆破损伤力学模型 |
| 2.1.3 浅埋/深埋围岩开挖力学模型 |
| 2.1.4 爆破损伤效应对浅埋、深埋围岩稳定性的差异性影响分析 |
| 2.2 爆破损伤作用下浅埋/深埋围岩稳定性数值分析 |
| 2.2.1 浅埋车站爆破结果 |
| 2.2.2 深埋隧道爆破结果 |
| 2.2.3 塑性破坏区差异性分析 |
| 2.3 小结 |
| 第三章 浅埋大跨硬岩车站爆破损伤劣化机制分析 |
| 3.1 损伤因子表达式 |
| 3.1.1 损伤因子定义 |
| 3.1.2 考虑装药量条件的损伤因子推导 |
| 3.1.3 现场试验测试 |
| 3.2 浅埋硬岩爆破损伤半径分析 |
| 3.2.1 硬岩爆破特性分析 |
| 3.2.2 爆破损伤半径理论方程 |
| 3.2.3 爆破损伤半径现场测试 |
| 3.2.4 损伤半径理论-现场对比分析 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 考虑爆破损伤效应的浅埋硬岩开挖稳定性数值分析 |
| 4.1 岩体本构模型 |
| 4.1.1 弹性法则 |
| 4.1.2 材料屈服及势函数表示 |
| 4.2 基于爆破应力波优化加载的爆破损伤后围岩参数确定 |
| 4.2.1 爆破应力波模型 |
| 4.2.2 爆破应力波作用下模型塑性区变化规律 |
| 4.3 浅埋硬岩车站爆破开挖稳定性分析 |
| 4.3.1 爆破开挖模型 |
| 4.3.2 不考虑爆破损伤初支拱盖法开挖结果分析 |
| 4.3.3 考虑爆破损伤初支拱盖法开挖结果分析 |
| 4.3.4 考虑爆破与不考虑爆破围岩差异性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 考虑爆破损伤效应的浅埋硬岩开挖稳定性模型试验研究 |
| 5.1 模型试验设计 |
| 5.1.1 试验思路 |
| 5.1.2 相似理论及相似比尺 |
| 5.1.3 模型体围岩相似材料 |
| 5.1.4 模型试验系统 |
| 5.2 拱盖法爆破开挖围岩力学响应分析 |
| 5.2.1 围岩应力变化规律 |
| 5.2.2 围岩位移变化规律 |
| 5.2.3 初期支护应力变化规律 |
| 5.3 初支拱盖法爆破开挖围岩力学响应分析 |
| 5.3.1 围岩应力变化规律 |
| 5.3.2 围岩位移变化规律 |
| 5.3.3 初期支护应力变化规律 |
| 5.3.4 最危险开挖步分析 |
| 5.4 浅埋大跨硬岩车站开挖工法适用性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 浅埋大跨硬岩车站稳定性评价方法及工程应用 |
| 6.1 浅埋大跨硬岩车站开挖稳定性评价方法 |
| 6.1.1 基于霍普金森压杆试验的围岩力学性质劣化程度确定方法 |
| 6.1.2 围岩有效承载厚度 |
| 6.1.3 有效岩跨比与开挖稳定性关系 |
| 6.2 工程应用 |
| 6.2.1 车站概况 |
| 6.2.2 现场监测设计 |
| 6.2.3 开挖数据分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 博士期间发表的论文 |
| 博士期间获得奖励 |
| 博士期间授权及申请专利 |
| 博士期间参与的科研项目 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（6）冲击损伤后红砂岩力学特性与声发射特征试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 岩石动态损伤与力学特性研究 |
| 1.2.2 循环加卸载对岩石力学性质的影响 |
| 1.2.3 声发射技术在岩石中的应用 |
| 1.3 研究内容与方法 |
| 1.4 技术路线 |
| 第二章 循环冲击载荷作用下红砂岩物理力学特性与损伤演化 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 分离式霍普金森压杆装置 |
| 2.2.1 SHPB试验装置 |
| 2.2.2 SHPB试验装置原理 |
| 2.3 循环冲击载荷作用下的红砂岩力学试验 |
| 2.3.1 试件制备 |
| 2.3.2 试验方案设计 |
| 2.3.3 力学特性分析 |
| 2.4 岩石孔隙特征 |
| 2.4.1 核磁共振基本原理 |
| 2.4.2 核磁共振试验设备介绍 |
| 2.4.3 孔隙度演化趋势 |
| 2.4.4 核磁共振T2谱分布特征 |
| 2.5 循环冲击载荷作用下红砂岩能耗特征及损伤演化 |
| 2.5.1 超声波测试原理及设备 |
| 2.5.2 基于P波构建红砂岩损伤模型 |
| 2.5.3 孔隙度与P波波速的关系研究 |
| 2.5.4 红砂岩吸能特性及损伤演化 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 不同加载路径下红砂岩力学特性及破坏模式 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验设备 |
| 3.3 试验方案及过程 |
| 3.4 单轴压缩条件下红砂岩力学特性 |
| 3.4.1 变形及强度特征 |
| 3.4.2 弹性模量 |
| 3.4.3 破坏特征 |
| 3.5 单轴分级循环加卸载条件下红砂岩力学特性 |
| 3.5.1 变形及强度特征 |
| 3.5.2 加卸载弹性模量 |
| 3.5.3 破坏特征 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 声发射特征参数及裂纹演化规律 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 声发射特征参数 |
| 4.2.1 声发射事件数 |
| 4.2.2 声发射振铃计数 |
| 4.2.3 声发射能率 |
| 4.3 基于RA分析的裂纹演化 |
| 4.4 基于AF分析的裂纹演化 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 加卸载响应比与声发射不可逆特征 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 加卸载响应比特征 |
| 5.2.1 加卸载响应比理论 |
| 5.2.2 基于弹性模量加卸载响应比特征 |
| 5.2.3 基于声发射特征参数加卸载响应比特征 |
| 5.3 循环加卸载过程中声发射不可逆特征 |
| 5.3.1 Kaiser效应点的识别 |
| 5.3.2 特征参数选取与分析 |
| 5.3.3 声发射不可逆特征 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕士期间参与科研项目及学术成果 |
（7）高温下砂质泥岩物理力学特性的各向异性演化规律及其应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 高温下岩石的物理力学性质研究现状 |
| 1.2.1.1 高温下岩石的热物理特性 |
| 1.2.1.2 高温下岩石的力学性质 |
| 1.2.2 高温下岩石的微观结构及渗透性研究现状 |
| 1.2.2.1 高温下岩石的微观结构变化 |
| 1.2.2.2 高温下岩石的渗透特性 |
| 1.2.3 高温作用下岩石的各向异性特性研究现状 |
| 1.2.3.1 岩石物理性质的各向异性 |
| 1.2.3.2 岩石力学性质的各向异性 |
| 1.2.4 高温条件下顶板岩石的稳定性研究现状 |
| 1.3 存在的主要问题 |
| 1.4 本文主要研究内容及技术路线 |
| 第2章 高温下各向异性砂质泥岩的物理性质演化规律 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验过程和方法 |
| 2.2.1 热重试验 |
| 2.2.2 热膨胀系数试验 |
| 2.2.3 导热系数试验 |
| 2.2.4 波速和渗透率试验 |
| 2.2.5 试验方法 |
| 2.3 试验结果 |
| 2.3.1 热重试验结果分析 |
| 2.3.2 热膨胀系数随温度的变化规律 |
| 2.3.3 导热系数、比热容和热扩散率随温度的变化关系 |
| 2.3.4 失重率随温度的变化规律 |
| 2.3.5 纵波波速随温度的变化规律 |
| 2.3.6 砂质泥岩的渗透率随温度的变化规律 |
| 2.4 分析与讨论 |
| 2.4.1 垂直层理方向的渗透率与温度、体积应力及孔隙压力的关系 |
| 2.4.2 平行层理方向的渗透率与温度、体积应力及孔隙压力的关系 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 高温三轴应力下各向异性砂质泥岩全应力-应变过程的渗透性试验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验设备及方法 |
| 3.2.1 试验试样及其制备 |
| 3.2.2 实验设备 |
| 3.2.3 试验方法及步骤 |
| 3.3 试验结果 |
| 3.3.1 高温作用下砂质泥岩的渗透率变化规律 |
| 3.3.2 高温作用下砂质泥岩全应力-应变过程的渗透率变化规律 |
| 3.4 分析与讨论 |
| 3.4.1 温度对砂质泥岩三轴压缩过程中渗流规律的影响 |
| 3.4.2 层理对砂质泥岩三轴压缩过程中渗流规律的影响 |
| 3.4.3 蠕变效应对砂质泥岩三轴压缩过程中渗流规律的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 高温下各向异性砂质泥岩单轴压缩力学性能及声发射特征研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验设备及方法 |
| 4.2.1 试样的制备 |
| 4.2.2 试验设备 |
| 4.2.3 试验方法 |
| 4.3 试验结果 |
| 4.3.1 高温下砂质泥岩的单轴力学特性 |
| 4.3.2 高温泥岩单轴压缩过程中声发射性能 |
| 4.3.3 各向异性对高温砂质泥岩的破裂形式的影响 |
| 4.4 分析与讨论 |
| 4.4.1 XRD微观成分分析 |
| 4.4.2 高温下砂质泥岩的损伤机制分析 |
| 4.4.3 层理方位对高温砂质泥岩单轴力学性能的影响机制 |
| 4.4.4 各向异性对砂质泥岩损伤统计本构模型的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 高温下各向异性砂质泥岩抗拉和抗剪特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验过程及方法 |
| 5.2.1 试样的制备 |
| 5.2.2 试验设备及方法 |
| 5.2.2.1 巴西劈裂试验设备 |
| 5.2.2.2 变角剪切试验设备 |
| 5.2.2.3 试验目的及方法 |
| 5.3 试验结果 |
| 5.3.1 抗拉试验结果 |
| 5.3.1.1 加载力与层理面垂直时砂质泥岩的抗拉强度 |
| 5.3.1.2 加载力与层理面平行时砂质泥岩的抗拉强度 |
| 5.3.1.3 加载力与层理面正交时砂质泥岩的抗拉强度 |
| 5.3.2 抗剪试验结果 |
| 5.3.2.1 剪切面与层理面垂直时砂质泥岩的抗剪强度 |
| 5.3.2.2 剪切面与层理面平行时砂质泥岩的抗剪强度 |
| 5.3.2.3 剪切面与层理面正交时砂质泥岩的抗剪强度 |
| 5.3.2.4 不同温度作用下各向异性砂质泥岩的破坏形式 |
| 5.4 分析与讨论 |
| 5.4.1 不同温度作用下各向异性砂质泥岩的抗拉特性分析 |
| 5.4.2 不同温度作用后各向异性砂质泥岩的抗剪特性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 原位注热开采油页岩过程中砂质泥岩盖层的稳定性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 原位注热开采油页岩过程中热-流-固耦合数学模型 |
| 6.2.1 热-力耦合作用下岩石的横观各向同性模型 |
| 6.2.1.1 横观各向同性模型 |
| 6.2.1.2 考虑温度损伤的横观各向同性模型 |
| 6.2.2 热-流-固耦合作用下岩石的渗透率模型 |
| 6.2.3 热-流-固耦合数学模型 |
| 6.2.3.1 流固耦合模型 |
| 6.2.3.2 热流固耦合模型 |
| 6.3 原位注热开采油页岩过程中热-流-固耦合数学模型的数值解法 |
| 6.4 原位注热开采油页岩过程中的参数选取及分析 |
| 6.4.1 几何建模 |
| 6.4.2 边界条件 |
| 6.4.3 油页岩和砂质泥岩物性参数的确定 |
| 6.4.3.1 温度、孔隙压力对岩石孔隙率和渗透率的影响 |
| 6.4.3.2 温度对岩石导热系数和热膨胀系数的影响 |
| 6.4.3.3 温度对岩石力学性质的影响 |
| 6.4.4 温度对流体物理性质的影响 |
| 6.5 数值模拟结果和分析 |
| 6.5.1 温度场的动态分布规律 |
| 6.5.2 位移场的动态分布规律 |
| 6.5.3 孔隙压力的动态分布规律 |
| 6.5.4 各向异性砂质泥岩渗透率的动态演化规律 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（8）冻结裂隙岩体力学特性及冲击动力学响应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 冻结岩石力学特性研究现状 |
| 1.2.2 冻结裂隙岩体力学破坏研究现状 |
| 1.2.3 岩石动力学特性研究现状 |
| 1.2.4 裂隙岩体冲击动力学特性研究现状 |
| 1.2.5 冻结岩体动力学特性研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 2 冻结砂岩力学特性与冻结效应 |
| 2.1 试验方案 |
| 2.1.1 试样选取与制备 |
| 2.1.2 基本物理参数测定 |
| 2.1.3 不同冻结温度下饱和砂岩强度测试 |
| 2.1.4 不同冻结温度下砂岩未冻水含量测试 |
| 2.2 不同冻结温度下饱和砂岩强度特性 |
| 2.2.1 不同冻结温度下砂岩应力应变曲线 |
| 2.2.2 冻结温度对砂岩强度的影响 |
| 2.2.3 冻结温度对砂岩弹性模量的影响 |
| 2.2.4 冻结温度对砂岩抗拉强度的影响 |
| 2.3 不同冻结温度下饱和砂岩受荷破坏模式 |
| 2.3.1 单轴压缩条件下的破坏模式 |
| 2.3.2 巴西劈裂条件下的破坏模式 |
| 2.4 冻结作用对砂岩力学特性的影响机制 |
| 2.4.1 饱和砂岩冻结过程中的未冻水含量变化 |
| 2.4.2 冻结完整砂岩强度与温度的关系 |
| 2.4.3 冻结作用对砂岩力学特性的效应影响机制 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 冻结裂隙砂岩静力学特性与主控机制 |
| 3.1 试验方案 |
| 3.1.1 试样选取与制备 |
| 3.1.2 试验装置 |
| 3.1.3 试验过程 |
| 3.2 常温下干燥裂隙砂岩压缩强度与破坏过程 |
| 3.2.1 不同裂隙倾角干燥试样强度及变形特征 |
| 3.2.2 不同裂隙倾角砂岩压缩破坏过程中的声发射特征 |
| 3.2.3 常温干燥裂隙砂岩压缩破坏过程分析 |
| 3.3 常温下饱水裂隙砂岩压缩强度与破坏过程 |
| 3.3.1 不同裂隙倾角饱水砂岩强度及变形 |
| 3.3.2 常温饱水裂隙砂岩压缩破坏过程中的声发射特征 |
| 3.3.3 常温饱水裂隙砂岩压缩破坏过程分析 |
| 3.4 冻结饱水裂隙砂岩压缩强度与破坏过程 |
| 3.4.1 不同裂隙倾角冻结饱水试样强度及变形 |
| 3.4.2 冻结饱水试样压缩破坏过程中的声发射特征 |
| 3.4.3 冻结饱水试样压缩破坏过程分析 |
| 3.5 含水(冰)状态对裂隙砂岩压缩破坏特性的影响 |
| 3.5.1 不同含水状态下裂隙砂岩压缩力学参数 |
| 3.5.2 含水状态对裂隙砂岩压缩破坏特征的影响机制 |
| 3.6 冻结作用对裂隙砂岩压缩破坏特性的影响机制分析 |
| 3.6.1 不同冻结温度下裂隙砂岩力学参数演化特性分析 |
| 3.6.2 冻结作用下裂隙砂岩损伤机制分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 冻结裂隙砂岩冲击压缩破坏特性与影响机制 |
| 4.1 冻结裂隙砂岩动态压缩实验 |
| 4.1.1 试验设备 |
| 4.1.2 SHPB冲击压缩试验理论 |
| 4.1.3 试样制备 |
| 4.1.4 裂隙砂岩动态压缩试验 |
| 4.2 冻结裂隙砂岩动态压缩力学特性 |
| 4.2.1 动态压缩试验应力平衡分析 |
| 4.2.2 冻结裂隙砂岩动态压缩应力应变曲线 |
| 4.3 冻结温度对裂隙砂岩动态压缩特性的影响 |
| 4.3.1 动态峰值应力的变化特征 |
| 4.3.2 动态弹性模量的变化特征 |
| 4.3.3 动态峰值应变的变化特征 |
| 4.4 裂隙倾角对裂隙砂岩动态压缩特性的影响 |
| 4.4.1 动态峰值应力的变化特征 |
| 4.4.2 动态弹性模量的变化特征 |
| 4.4.3 动态峰值应变的变化特征 |
| 4.5 冲击压缩应力分布状态模拟 |
| 4.5.1 材料本构模型及其参数选取 |
| 4.5.2 动态压缩数值模拟模型及参数选取 |
| 4.5.3 裂隙倾角动态压缩模拟分析 |
| 4.6 不同倾角冻结裂隙砂岩裂纹的成核、扩展与破坏 |
| 4.6.1 动态破坏过程分析 |
| 4.6.2 动态破坏形态分析 |
| 4.7 含裂隙冰应力波传播及裂隙扩展机制分析 |
| 4.7.1 含冰裂隙的应力波反射透射机制 |
| 4.7.2 冲击作用下含冰裂隙扩展机制 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 冻结裂隙砂岩冲击劈裂破坏特性与影响机制 |
| 5.1 冻结裂隙砂岩冲击劈裂试验 |
| 5.1.1 实验设备 |
| 5.1.2 SHPB动态劈裂试验理论 |
| 5.1.3 试样制备 |
| 5.1.4 试验方案 |
| 5.2 冻结裂隙砂岩动态劈裂力学特性 |
| 5.2.1 动态劈裂试验应力平衡分析 |
| 5.2.2 冻结裂隙砂岩动态劈裂应力应变曲线 |
| 5.3 冻结温度对裂隙砂岩冲击劈裂特性的影响 |
| 5.3.1 动态抗拉强度的变化特征 |
| 5.3.2 动态弹性模量的变化特征 |
| 5.3.3 峰值应变的变化特征 |
| 5.4 裂隙倾角对裂隙砂岩冲击劈裂特性的影响 |
| 5.4.1 抗拉强度的变化特征 |
| 5.4.2 动态弹性模量的变化特征 |
| 5.4.3 峰值应变的变化特征 |
| 5.5 冲击劈裂应力分布模拟分析 |
| 5.5.1 冰体模型参数的选取 |
| 5.5.2 数值模型的建立 |
| 5.5.3 试样内部应力分布平衡过程 |
| 5.5.4 砂岩动态劈裂的应力传播过程 |
| 5.6 不同倾角冻结裂隙砂岩裂纹的成核、扩展与破坏 |
| 5.7 冻结作用对裂隙砂岩冲击劈裂特性的影响机制 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 冻结裂隙砂岩动态损伤本构关系及影响因素分析 |
| 6.1 冻结裂隙砂岩动态损伤特性基础理论 |
| 6.1.1 颗粒增强微细观损伤理论 |
| 6.1.2 宏观损伤组合模型基础理论 |
| 6.2 考虑细观损伤的冻结砂岩动态本构模型构建 |
| 6.3 考虑宏观缺陷的冻结裂隙砂岩动态本构模型 |
| 6.4 冻结裂隙砂岩动态损伤本构模型的试验验证 |
| 6.5 冻结裂隙砂岩动态损伤模型关键参数影响特性分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（9）离子型稀土原地浸矿侵蚀作用下花岗岩蠕变特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 岩石蠕变力学试验研究 |
| 1.2.2 岩石非线性蠕变模型 |
| 1.2.3 岩石蠕变声发射研究 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第二章 不同浸矿历时花岗岩宏细观物理力学特性演化规律 |
| 2.1 浸矿侵蚀下基岩室内模拟试验 |
| 2.1.1 基岩取样 |
| 2.1.2 岩样制备 |
| 2.1.3 试验方案 |
| 2.1.4 浸矿母液的pH变化 |
| 2.2 浸矿侵蚀下岩样物理力学测试 |
| 2.2.1 岩样波速、孔隙度与质量测试 |
| 2.2.2 测试结果分析 |
| 2.3 浸矿侵蚀下岩样宏观力学特性 |
| 2.3.1 试验仪器介绍 |
| 2.3.2 不同浸矿历时岩样的单轴抗压强度 |
| 2.3.3 不同浸矿历时岩样特征应力区间的判定 |
| 2.3.4 单轴压缩破坏形式 |
| 2.4 浸矿侵蚀下岩样细观特征 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 不同浸矿历时花岗岩蠕变特性演化规律 |
| 3.1 试验设备及试验过程 |
| 3.1.1 试验设备 |
| 3.1.2 试验方案 |
| 3.1.3 试验过程概述 |
| 3.2 试验结果分析 |
| 3.2.1 岩样蠕变轴向应变-时间关系曲线 |
| 3.2.2 不同浸矿历时岩样的蠕变全过程轴向应变-时间关系曲线 |
| 3.2.3 不同浸矿历时岩样的各级应力轴向应变-时间关系曲线 |
| 3.3 浸矿侵蚀下岩样蠕变速率分析 |
| 3.4 浸矿侵蚀下岩样长期强度的确定 |
| 3.4.1 过渡蠕变法 |
| 3.4.2 等时应力-应变曲线法 |
| 3.4.3 改进稳态蠕变速率法 |
| 3.4.4 对比分析 |
| 3.5 浸矿侵蚀下岩样蠕变破坏形式 |
| 3.6 浸矿侵蚀下岩样蠕变细观特征 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 浸矿侵蚀下花岗岩改进西原体蠕变模型 |
| 4.1 非线性蠕变方程的建立 |
| 4.2 西原体模型的元件组成 |
| 4.3 改进西原体模型的建立 |
| 4.4 改进西原体模型的曲线拟合和参数识别 |
| 4.4.1 改进西原体模型的曲线拟合 |
| 4.4.2 改进西原体模型参数识别 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 不同浸矿历时花岗岩声发射特征试验研究 |
| 5.1 声发射基本参数 |
| 5.2 不同浸矿历时岩样单轴声发射特征分析 |
| 5.3 不同浸矿历时岩样蠕变声发射特征分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（10）基于深度学习的岩石微破裂演化声发射行为特征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 深度学习在岩石力学与工程中的应用 |
| 1.2.2 岩石微破裂过程中声发射行为 |
| 1.2.3 岩石微破裂演化机制 |
| 1.3 存在的主要问题 |
| 1.4 研究方案 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 岩石微破裂过程中声发射定位算法 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 基于EEMD-SBCSS的声发射信号滤波算法 |
| 2.2.1 小波阈值滤波基本原理 |
| 2.2.2 EEMD-SCBSS滤波基本原理 |
| 2.2.3 滤波算法性能评价标准 |
| 2.2.4 数值仿真分析 |
| 2.2.5 实测数据分析 |
| 2.3 声发射信号初至到时及初至振幅自动拾取 |
| 2.3.1 STA/LTA算法 |
| 2.3.2 AR-AIC算法 |
| 2.4 基于到时时差PSO的未知波速声发射定位算法 |
| 2.4.1 基于到时时差的已知波速声发射定位算法 |
| 2.4.2 基于PSO的未知波速声发射定位算法 |
| 2.4.3 基于到时时差PSO的未知波速声发射定位算法基本原理 |
| 2.4.4 PSO算法参数选取及验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 岩石微破裂声发射震源识别 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 试验材料与方法 |
| 3.2.1 岩石试件制作 |
| 3.2.2 孔隙率及相关物理参数测量 |
| 3.2.3 试验方案 |
| 3.3 基于矩张量理论的声发射震源识别 |
| 3.3.1 矩张量理论分析岩石微破裂过程声发射震源的基本原理 |
| 3.3.2 绝对矩张量反演基本原理 |
| 3.3.3 基于矩张量反演理论判别岩石破裂类型的分类方法 |
| 3.3.4 试验结果分析 |
| 3.4 基于Res Net模型的声发射震源识别 |
| 3.4.1 二维ResNet模型的基本原理 |
| 3.4.2 ResNet模型基本框架 |
| 3.4.3 数据来源 |
| 3.4.4 数据预处理 |
| 3.4.5 ResNet模型的软硬件设备及相关参数设置 |
| 3.4.6 试验结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 ModeⅠ与Ⅱ断裂过程中微破裂演化机制及声发射行为 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 岩石断裂力学基础理论 |
| 4.3 试件材料及试验方案 |
| 4.3.1 人字形切槽巴西圆盘试件制备 |
| 4.3.2 不同含水率条件下CCNBD试件的基本物理参数 |
| 4.3.3 试验设备及方案 |
| 4.4 不同含水率条件下Mode Ⅰ与 Ⅱ断裂过程中微破裂演化特征 |
| 4.4.1 Mode Ⅰ与 Ⅱ断裂过程中力学特性 |
| 4.4.2 Mode Ⅰ和 Ⅱ断裂过程中非断裂区域的损伤演化特征 |
| 4.4.3 Mode Ⅰ断裂过程中微破裂演化机制的数值模拟分析 |
| 4.4.4 Mode Ⅰ与 Ⅱ断裂过程中断裂韧度演化特征 |
| 4.4.5 基于广义最大周向应力准则的CCNBD试件断裂韧性分析 |
| 4.5 不同含水率条件下Mode Ⅰ和 Ⅱ断裂过程中声发射行为演化特征 |
| 4.5.1 声发射信号频域信息的演化特征 |
| 4.5.2 声发射信号的RA-AF值分布特征 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 岩石微破裂时间效应的声发射行为 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 红砂岩微破裂时间效应的声发射试验 |
| 5.2.1 .试件制备与设备 |
| 5.2.2 试验方案 |
| 5.3 红砂岩微破裂时间效应的含阻尼因子蠕变声发射模型 |
| 5.4 含阻尼因子岩石蠕变声发射模型的参数反演 |
| 5.4.1 模拟退火混合粒子群算法 |
| 5.4.2 反演计算及效果分析 |
| 5.5 基于声发射行为定量识别红砂岩加速蠕变阶段 |
| 5.5.1 基于奇异值分解原理定量识别红砂岩试件的加速蠕变阶段 |
| 5.5.2 基于声发射信号波形定量识别红砂岩试件的加速蠕变阶段 |
| 5.6 微破裂演化机制与声发射行为之间关系的探讨 |
| 5.6.1 阻尼因子的物理意义探讨 |
| 5.6.2 含阻尼因子蠕变声发射模型与微破裂演化机制之间关系探讨 |
| 5.6.3 声发射时域波形特征与微破裂演化机制之间关系探讨 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 不同含水率条件下岩石的微观-宏观裂纹演化特征 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 水岩劣化作用的基本原理 |
| 6.3 不同含水率条件下岩石微破裂声发射试验 |
| 6.3.1 试验设备 |
| 6.3.2 不同含水条件下红砂岩试件的制备 |
| 6.3.3 试验方案 |
| 6.4 不同含水率条件下红砂岩微破裂过程中力学性质的演化特征 |
| 6.5 不同含水率条件下红砂岩微破裂过程中声发射行为演化特征 |
| 6.5.1 声发射能量演化特征 |
| 6.5.2 声发射时频参数特征分析 |
| 6.6 含水率对红砂岩破坏模式演化特征的影响 |
| 6.6.1 高斯混合模型基本原理 |
| 6.6.2 基于声发射行为与数值模拟的红砂岩破坏模式研究 |
| 6.7 含水率对红砂岩微破裂过程中微观-宏观裂纹演化特征的影响 |
| 6.7.1 含水率对红砂岩微破裂演化机制的影响 |
| 6.7.2 含水率对宏观裂纹演化特征的影响 |
| 6.7.3 含水率对宏观裂纹分形维数的影响 |
| 6.8 基于ResNet50模型的红砂岩微破裂演化机制研究 |
| 6.8.1 干燥状态下红砂岩微破裂演化机制 |
| 6.8.2 饱和状态下红砂岩微破裂演化机制 |
| 6.9 水对岩石微破裂演化机制影响的探讨 |
| 6.9.1 水对红砂岩力学性质影响的探讨 |
| 6.9.2 水对微观-宏观裂纹演化机制影响的探讨 |
| 6.10 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要研究结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
四、关于岩石变形及破坏与时间变化规律的研究（论文参考文献）
- [1]岩体力学发展的一些回顾与若干未解之百年问题[J]. 赵阳升. 岩石力学与工程学报, 2021(07)
- [2]加载速率对丁字形裂隙岩体力学特性影响的试验研究[D]. 庞帆. 西安理工大学, 2021(01)
- [3]深部高地应力条件下采场围岩损伤机理与稳定性分析[D]. 胡楠. 北京科技大学, 2021(08)
- [4]爆破动力诱发裂隙岩体破坏突水机理与过程调控方法[D]. 屠文锋. 山东大学, 2021(11)
- [5]考虑围岩爆破损伤效应的浅埋大跨硬岩车站稳定性分析与应用[D]. 李卫. 山东大学, 2021(10)
- [6]冲击损伤后红砂岩力学特性与声发射特征试验研究[D]. 冉珊瑚. 江西理工大学, 2021(01)
- [7]高温下砂质泥岩物理力学特性的各向异性演化规律及其应用[D]. 曹孟涛. 太原理工大学, 2021(01)
- [8]冻结裂隙岩体力学特性及冲击动力学响应研究[D]. 赵涛. 西安科技大学, 2021
- [9]离子型稀土原地浸矿侵蚀作用下花岗岩蠕变特性研究[D]. 田鑫. 江西理工大学, 2021(01)
- [10]基于深度学习的岩石微破裂演化声发射行为特征[D]. 杨道学. 江西理工大学, 2021(01)