煤樣的靜動力學特性

目錄
前言
第1章　煤樣的物理化學特性　1
1.1　煤巖微細觀及化學成分特征　2
1.2　試驗煤樣制備　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特征　14
1.3.1　水化腐蝕損傷對煤體的影響　14
1.3.2　水化腐蝕損傷化學過程分析　16
參考文獻　19
第2章　靜載作用下含水煤樣力學試驗特征　20
2.1　靜載巖石力學試驗設備及方案　20
2.1.1　試驗系統(tǒng)及控制變量概況　20
2.1.2　含水煤樣靜載試驗方案　23
2.2　自然飽和下煤樣變形與強度特征　24
2.2.1　含水煤樣單軸壓縮試驗　24
2.2.2　含水煤樣三軸壓縮試驗　26
2.2.3　煤樣變形與破裂過程分析　28
2.3　強制飽和下煤樣強度與變形特征　30
2.3.1　強制飽和煤樣制備　30
2.3.2　單軸壓縮煤樣強度與變形特征分析　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　56
第3章　動靜組合加載下煤樣動力學試驗特征　57
3.1　煤巖動力學測試原理及方法　57
3.1.1　SHPB裝置實驗原理　57
3.1.2　一維動靜組合加載實驗裝置　61
3.1.3　三維動靜組合加載SHPB實驗裝置　63
3.1.4　動靜組合加載試驗步驟及方案　64
3.2　動載作用下煤樣尺寸效應研究　64
3.2.1　波的彌散效應和應力均勻問題　64
3.2.2　動載作用下煤樣尺寸效應討論　70
3.2.3　煤樣尺寸效應試驗分析　72
3.3　一維動靜組合加載煤樣力學試驗　75
3.3.1　不同含水煤樣強度及變形特征　75
3.3.2　不同靜載煤樣強度及變形特征　78
3.3.3　不同動載煤樣強度及變形特征　81
3.4　三維動靜組合加載煤樣力學試驗　84
3.4.1　相同圍壓不同軸向靜載煤樣強度及變形分析　84
3.4.2　相同軸向靜載不同圍壓煤樣強度及變形分析　87
3.5　煤樣的動態(tài)應力-應變曲線特征　90
參考文獻　92
第4章　真三維動靜組合加載含水煤樣力學試驗特征　94
4.1　真三維動靜組合加載實驗設備及試樣制備　95
4.1.1　真三維動靜組合加載實驗設備概況　95
4.1.2　試樣制備　96
4.1.3　試驗方案　97
4.2　真三維動靜組合加載試驗結(jié)果分析　98
4.2.1　自然煤樣及飽水7d煤樣試驗結(jié)果　98
4.2.2　自然煤樣及飽水7d煤樣動態(tài)強度討論　105
參考文獻　106
第5章　動靜組合加載含水煤樣損傷斷裂特征　108
5.1　煤巖體斷裂力學理論基礎　109
5.1.1　煤巖裂隙斷裂分類及尖端應力場　109
5.1.2　動載裂隙斷裂現(xiàn)象和擴展速度　112
5.1.3　煤樣結(jié)構(gòu)破壞與力學性能弱化關系　113
5.2　動靜組合加載裂隙水-應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　動靜組合加載含水張開翼型裂隙模型　121
5.3　動靜組合加載含水煤樣強度特征　125
5.3.1　裂隙靜、動態(tài)斷裂準則及關系　125
5.3.2　裂隙水促進或抑制裂隙擴展機制分析　126
5.3.3　靜載、動靜組合加載含水煤樣抗壓強度　129
5.3.4　飽水煤巖類材料強度對比討論　132
5.4　一維動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　動載煤樣損傷本構(gòu)關系建立　139
5.4.4　動載煤樣統(tǒng)計損傷本構(gòu)模型驗證　142
參考文獻　143
第6章　動靜組合加載含水煤樣的破壞與能量耗散特征　146
6.1　動靜組合加載含水煤樣的破壞模式分析　148
6.1.1　含水煤樣動態(tài)破壞形態(tài)分析　148
6.1.2　巖石分形理論應用　153
6.1.3　煤樣動態(tài)破壞與分形統(tǒng)計　155
6.2　一維動靜組合加載含水煤樣能量耗散特征　157
6.2.1　動靜組合加載能量構(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　含水煤樣動態(tài)強度與耗散率關系分析　162
6.3　煤巖變形破壞的能量轉(zhuǎn)化作用　164
參考文獻　168