一、基于X射线CT基础上的砂岩破裂模式研究（论文文献综述）
郑强强[1]（2021）在《动载作用下损伤砂岩的力学特性与破裂特征》文中指出与未受扰动的岩体相比,受人类采掘活动的影响,赋存于自然界中的岩体通常处于不同程度的损伤状态。损伤岩体内部随机分布不同尺度、规模、产状的节理和裂隙,这些弱面劣化岩体的内部结构,同时也削弱了岩体的强度。鉴于此,对岩土工程中岩体的工程设计、稳定性分析和解危措施,也与未受扰动的岩体有所不同。虽然,破岩工作机械化程度,随着技术的革新不断提升,但部分机械作业不能适应的区域仍采用爆破破岩。爆破作业诱发的爆破震动和冲击波,影响临近岩体的稳定性,不仅给工程安全埋下隐患,也威胁施工人员的生命安全。因此,研究动载作用下损伤岩体的力学特性和破裂特征,对安全生产和防护有着重要的意义。本文以损伤砂岩为研究对象,基于声发射和延时双差层析成像技术,分析受载砂岩内的损伤程度、破裂模式和速度结构演化。采用不同上限的循环静载作用于砂岩,并用CT扫描成像表征砂岩的损伤程度。然后,采用高速摄像和分离式霍普金森压杆,对不同损伤程度的砂岩试件开展冲击动力学试验。探究冲击荷载作用下损伤砂岩的强度变化、能量演化、裂纹扩展和破碎特征等问题。最后,采用工业CT扫描技术,分析爆炸荷载作用下损伤砂岩的裂纹扩展和破裂特征。得到以下结论:以声发射撞击比HR表征受载砂岩的损伤程度,并构建能定量描述包括原生裂隙压密闭合阶段和峰后阶段的受载全过程的损伤力学模型。依据监测到的声发射信号特征,将砂岩的受载过程依次划分为初始撞击阶段、撞击稳定阶段、撞击失稳阶段,这三个阶段的破裂模式依次是以剪切破坏、张拉破坏和剪切破坏为主。考虑岩体的非均质性,采用延时双差层析成像技术,反演不同应力水平下,受载砂岩任一截面的速度结构。速度结构随着荷载的增加而增大,岩石的损伤也逐渐增加,在破坏失稳阶段增长率和损伤程度都达到最大。此外,在受载砂岩进入塑性阶段后,其内部存在小部分区域受“隔离状态”的岩块,在裂隙的隔离和岩石扩容的综合作用下,岩块在破坏失稳阶段仍出现速度结构增加的现象。砂岩的损伤弱化了其动态力学强度。在冲击荷载的压缩和劈裂作用下,随着损伤程度的增大,初次起裂裂纹的数量、长度和宽度都增加,损伤砂岩的破碎程度和破碎岩块的动能也都有所增加。而当砂岩的损伤程度一定时,损伤砂岩初次起裂裂纹的数量、长度和宽度以及破碎程度、破碎岩块动能、压剪区域的力学显现等,都随着冲击气压的增加而增大。在冲击荷载劈裂拉伸作用下,杆-岩接触面的压剪区域的破碎范围和程度,随着损伤程度和冲击气压的增大而增加。冲击荷载作用下,砂岩的耗能占比,随着砂岩损伤程度和冲击气压的增大,都呈现出指数函数增大的规律。爆炸荷载作用下,损伤砂岩底部表面裂纹的扩展范围、裂隙宽度和数量,都随砂岩初始损伤程度的增加逐渐增大。上部爆破漏斗和下部砂岩裂隙的尺寸,也随着损伤程度的增加而增大。由CT成像的试验结果可知,爆炸荷载作用下砂岩内的损伤程度、损伤区域、裂隙的尺度和破裂程度,都随着初始损伤程度的增加而逐渐增大,且沿平行于边长方向贯穿裂缝的宽度和长度,也随着损伤程度的增加而增大。受循环静载作用时的端部套箍作用和砂岩尺寸效应的影响,爆炸荷载作用下,损伤砂岩内贯穿炮孔中心直至砂岩试件边界的裂隙,都是沿着静载的加载方向产生。图[92] 表[17] 参[278]
张纯旺[2]（2021）在《废弃矿井采空区覆岩裂隙导通机理及多尺度渗流特性研究》文中研究指明随着落后产能煤矿的逐步淘汰,我国关闭矿井的数量不断增加,但废弃矿井采空区中仍赋存大量的煤炭、水、瓦斯等可利用资源,该资源的二次开发利用对区域经济的转型发展具有重要的现实意义,由于废弃矿井采空区内煤岩体破裂状况不清,水、瓦斯等流体赋存状态复杂,难以进行精准高效开发利用。其中覆岩破断裂隙是影响流体赋存的关键因素,它作为通道对采空区内水、瓦斯等流体的运移具有主导作用,它直接决定了采空区内水、瓦斯的空间赋存位置。因此探究废弃矿井采空区覆岩裂隙导通机理及多尺度渗流特性,可为废弃矿井资源的二次开发利用提供理论支撑。本文以废弃矿井采空区资源开发利用为研究目标,针对覆岩裂隙导通机理及其多尺度渗流特性,采用室内试验、理论分析和数值模拟相结合的手段开展研究。通过单轴压缩试验探究了煤岩体的力学性质及其破裂过程,基于弹塑性力学理论探究了顶板覆岩破断力学机制,从标准试件的破裂和块体的断裂两个尺度研究了覆岩破断裂机制及裂隙通道特征;分别对原生裂隙煤岩体的渗流特性开展了研究,采用多场耦合试验压力机对原生裂隙岩体开展了水力耦合渗流试验,利用CT扫描技术从微细观的角度探究了原生裂隙煤体的孔裂隙特征及其渗流特性;最后针对采空区中瓦斯上浮和离层水下渗的现象,采用两相流界面追踪方法对采空区裂隙网络内水气两相渗流特性进行了模拟分析。主要研究内容及结果如下:（1）通过单轴压缩试验对煤岩体的力学性能进行了测试,联合声发射监测系统和数字散斑全场应变测量系统对破裂过程进行了监测,通过对比煤和砂岩的力学特性得出,煤与砂岩在单轴抗压强度、变形特征及破坏模式等方面存在明显的不同,砂岩的脆性破坏特征更加显着;声发射能量变化反映了破裂过程中弹性能的积累和释放过程,不同应力水平下声发射定位点演化特征呈现了煤岩体内部破裂及其扩展的方向,试件破坏的瞬间伴随能量的急剧释放破裂定位点骤增;采用数字散斑全场应变测量方法对试件表面位移场和应变场进行了定量监测,标记点的位移曲线可划分为初始变形、等速变形和加速变形三个阶段,试件表面位移场及应变场反映了裂隙从底部向顶部扩展呈现张拉破坏的模式。联合监测突破了传统以定性为主来判断破裂过程的局限性,更全面的反映了煤岩体破裂的过程。（2）从弹塑性力学的角度研究了覆岩破断的力学机制及断裂后裂隙的张开度特征,根据砌体梁结构关键块体运动演化过程及超前应力分布情况,建立了线性增压荷载悬臂梁模型,采用弹性力学应力逆解法获得了内应力分量解析解,结合Mohr-Coulomb剪切屈服破坏准则,推导了块体破裂迹线隐函数方程式,结果表明破裂迹线的形态与先天开采条件及岩层自身的力学特性相关,破裂迹线呈现“竖对号”的形态,说明在破裂的过程中裂纹会发生偏转,其中拐点的位置与岩层的内聚力和内摩擦角有关。另外随着块体长度的增加块体回转角度越来越小,相对应的张开度变化特征与目前线性假设存在明显的不同,回转后张开度沿破裂线呈现先增大后减小再增大的趋势,破断裂隙通道开度变化存在阈值。（3）采用多场耦合试验压力机对原生裂隙砂岩开展了不同围压及不同渗透压下的渗流试验,给出了加卸载路径下渗流流量随围压及渗透压变化的渗流规律,在加载过程中不同围压条件下渗流流量随渗透压表现出多样的变化趋势,随着围压的增大渗流流量增长类型分别呈现幂律型、线性型、指数型和双线性增长变化;在卸荷过程中随着围压的降低渗流流量呈现递增的趋势,但受到加载历史的影响,卸载路径下的渗流流量明显低于加载路径。进一步采用扫描仪对裂隙面的三维形貌特征进行了表征,并对各裂隙面的起伏高度平均值、标准偏差、均方根一阶导数、分形维数等进行了统计学分析,其中原生节理粗糙度系数集中在8～10的范围内,分形维数在1.07～1.16之间,裂隙面起伏高度频率直方图呈现高斯分布规律,且粗糙度系数越大其峰值所在的区间愈向右侧偏移。基于扫描数据对流体在裂隙面的渗流进行了模拟分析,结果表明裂隙面存在明显的优势渗流路径,水头压力分布存在明显的过渡区,由于裂隙面粗糙的几何形貌特征引起渗流流线及速度场呈现明显的非均匀分布,当流体从顶部向下方流动时,流体向开度较大的方向运移,造成裂隙面内流体分布的不均形成优势渗流,优势渗流路径的存在是造成粗糙裂隙面非达西渗流的主要原因。（4）利用CT扫描技术对原生裂隙煤体进行扫描试验,获得裂隙煤体的内部孔裂隙结构特征,采用三维可视化软件对裂隙煤体提取了表征单元,并对孔裂隙模型进行了三维重构,可以看出该原生裂隙煤体内部存在一条明显的宏观裂纹,周围分布次生裂隙及孔隙,孔隙在局部区域呈现连片状聚集分布,同时存在一些孤立的微孔。通过建立孔隙网络模型直观的再现了宏观裂缝和微观孔隙的分布情况,使原生裂隙煤体内部储层结构得到了比较精细的表征。对比分析裂隙煤表征单元体的渗流模拟结果可以看出,原始不含裂隙的煤体渗透率较低,渗流路径中内部几乎没有流线分布,而含裂隙的模拟结果表明流体沿主裂隙向下运移的同时,还会向周围连通的次生裂隙及孔中运移,形成了良好的渗流通道,导致了原生裂隙煤体渗透率的增大。（5）结合数字图像处理技术与相似模拟实验,对采空区覆岩裂隙几何参数（宽度、迹长、面积、周长和倾角等）进行了统计分析,构建了大尺度采空区裂隙网络几何模型,基于废弃矿井采空区上方离层水下渗和垮落带瓦斯上浮的现象,采用界面追踪模型精细地捕捉了水气两相渗流的过程。覆岩采动裂隙整体呈现梯形状,内部层间离层裂隙与纵向破断裂隙纵横交错、互相贯通,两种裂隙的开度、面积和周长呈现指数分布,裂隙迹长呈现对数正态分布,裂隙倾角呈现正态分布;模拟结果表明由于裂隙内渗流速度的不均衡性,在采空区两侧裂隙形成了明显的优势渗流通道,同时发现在高位横向层间离层裂隙存在瓦斯滞留区,裂隙两端存在被封堵、交叉点处存在偏流等现象,揭示了大尺度裂隙网络内水气两相渗流特性。本文针对采空区破断裂隙进行了全方位多尺度的研究,理清了采空区破断裂隙的空间几何分布形态,揭示了废弃矿井采空区裂隙网络水气两相多尺度渗流特性,研究成果对于废弃矿井采空区资源的再利用具有一定的指导意义。
杨道学[3]（2021）在《基于深度学习的岩石微破裂演化声发射行为特征》文中研究指明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。
张祥良[4]（2021）在《等离子体击穿受载煤体的电学响应及致裂增渗机理研究》文中认为我国瓦斯（煤层气）资源储量丰富,但煤层渗透性低严重制约了瓦斯的高效开发,在国家需求煤层气“增储上产”及产业整体处于“瓶颈”阶段的新形势下,积极探索新型的瓦斯增产方法意义重大。研究显示,以物理放电为基础的等离子体具有能量密度高、破坏性强的特点,在煤层致裂、解堵及增渗领域具有显着效果,受到业界高度关注。本文综合运用多学科交叉理论分析、宏微观相结合实验、等离子体电场数值模拟等研究方法,在设备上自主创建受载煤岩等离子体致裂增渗一体化实验系统,实现原位条件下煤体等离子体致裂与渗透率定量表征一体化操作;在研究方法上通过定量化、可视化研究击穿煤体内复杂孔-裂隙结构及渗透性演化规律;在研究思路方面以等离子体强化瓦斯抽采过程中涉及的电学响应、物性演化和多孔介质内瓦斯储运为研究主线;在理论方面阐明击穿煤体裂隙起裂及孔-裂隙演化模式、建立等离子体在煤体内部的流注发展模型、揭示击穿煤体内瓦斯运移机制。取得的研究成果如下:阐明了离子溶液与轴围压对煤体临界击穿电压的影响规律,提出了离子溶液改善煤体导电性的概念模型,建立了离子溶液浓度与煤体临界击穿电压之间的定量表达式。结果表明:煤体饱和离子溶液后原本的“导电死区”转变为“导电连续区域”,临界击穿电压随离子溶液浓度的增加而降低,击穿场强与浓度之间存在负指数函数关系;不同方向的地应力对煤体击穿难度的影响不同,轴压有利于降低煤体的击穿难度,而围压则会限制等离子体通道在煤体内部的扩展;受载煤体在等离子体作用下主要以新生裂隙为主,孔隙结构变化为辅。探讨了受载煤体击穿过程中典型电压与电流波形,研究了电压、击穿次数等关键影响因素对电学参数的影响规律,揭示了等离子体击穿受载煤体的电学响应机制。结果表明:增加击穿电压有利于加快煤体极化的速度、降低预击穿周期,峰值电流与击穿电压之间呈线性相关的关系;煤样首次击穿时难度最大,短时间内增加击穿次数,预击穿周期会骤降甚至消失,峰值电流随击穿次数增加呈现出先上升后稳定的趋势;等离子体影响煤体的电学性质,产生的影响有利于下一次击穿,临界击穿电压与击穿次数呈现出先线性下降后趋于稳定的趋势。研究了等离子体击穿煤体的动态发展过程,阐明了等离子体对煤体选择性破碎的致裂机制,构建了等离子体在煤体内部的流注发展模型。结果表明:等离子体通道在煤体内由正极逐渐发展到负极,电压越高等离子体通道携带的能量密度就越大,对煤体产生的冲击破坏效果就越强;电场强度在高介电常数介质内部表现出减弱的趋势,在低介电常数介质内部表现出增强的趋势,导致等离子体对煤体内裂隙的扩展具有选择性;等离子体在煤体内部的发展以流注的形式存在,二次电子崩是流注发展的关键。定量化、可视化研究了等离子体对煤体内部连通性孔-裂隙的影响规律,构建了击穿煤体等效拓扑网络模型,揭示了击穿煤体多尺度孔-裂隙结构损伤致裂机制,提出了击穿煤体孔-裂隙结构的损伤演化模式。结果表明:等离子体携带的高温会降低煤体含氧官能团（羟基与羰基）含量;击穿煤体中孔、大孔显着增加,累积孔隙和分形维数随电压的增加而增加;击穿煤体表面裂隙深度与宽度能达到几十至数百微米级别;击穿煤体内形成了相互贯通的空间裂隙网络,对流体的运移存在导流与控制作用;击穿煤体的抗压强度明显降低,与击穿电压之间存在负指数函数关系;等离子体对煤体存在扩孔、破孔、穿孔及裂隙扩展四种模式。阐明了击穿煤体内瓦斯运移（吸附、扩散、渗流）机制,揭示了击穿电压、击穿次数对孔-裂隙导流能力的控制机制。结果表明:受等离子体对煤体官能团结构的影响,击穿煤体吸附瓦斯的能力降低;击穿煤体内瓦斯扩散速率提升显着,且电压越高扩散速率增加越快;击穿前煤体的渗透率数量级仅为10-2 m D,击穿后渗透率可达几个m D级别,可使煤体的渗透率提高几十至数百倍;煤体渗透率随击穿电压的增加而提高,击穿次数增加后,煤体内粉碎区域半径扩大,一定程度上会堵塞部分气体渗流通道,但粉碎程度增加后有利于瓦斯解吸与扩散速率的增加。本文所取得的研究成果完善了等离子体对煤体致裂增渗机理的研究理论,进一步推动了等离子体技术在改善煤层透气性领域的应用。基于以上研究成果,博士期间作为负责人完成中央高校基本科研业务费等3项,以第一作者和通讯作者发表相关学术论文12篇（JCR一区SCI论文7篇,Top期刊8篇）,累积影响因子47.272,授权发明专利15项。本论文共计包含图131幅,表6个,参考文献340篇。
张英[5]（2020）在《水—力耦合作用下裂隙岩体渗流规律与突水机理研究》文中认为随着地下工程的不断发展,愈来愈多的地下工程在水-力耦合作用下发生失稳破坏,水-力耦合问题涉及渗流特性的变化规律,亦包括裂隙岩体微裂隙的起裂、变形扩展、贯通机理。目前,水-力耦合作用下裂隙岩体在渐进破坏过程中的力学和渗流特征及耦合机制仍存在空白区。本文以煤层底板突水灾害为研究背景,采用理论分析、室内试验和数值模拟的方法,研究了单裂隙、T型裂隙和Y型裂隙试样的非线性渗流规律,利用声发射监测手段研究了裂隙岩体在水-力耦合作用下的渐进破坏演化机理,在此基础上进一步采用有限元方法模拟了煤层采动作用下煤层底板破裂损伤的变化规律,并提出相应的防治措施。取得的主要研究成果如下:（1）开展不同围压、水压和倾角下的单裂隙、T型裂隙和Y型裂隙砂岩试样的渗流试验,利用福希海默（Forchheimer）方程分析了裂隙砂岩试样在水-力耦合试验过程中压力梯度和流量的非线性特征。发现裂隙影响下,裂隙砂岩试样的非线性曲线凸向压力梯度轴,并且试验加载的围压和试样的裂隙产状对福希海默方程线性项系数a和非线性项系数b产生直接影响。（2）分析惯性阻力系数β和固有渗透率k的关系,提出了裂隙砂岩中流体流动的非线性惯性参数方程,依据归一化导水系数法、压力梯度比法和体积流量比法,确定了线性达西和非线性福希海默的临界压力梯度,得到了不同裂隙产状下压力梯度比等高线以及体积流量比等高线。此外,由围压和渗透率关系确定了裂隙砂岩试样的有效应力系数和耦合系数。（3）基于水-力耦合试验,分析了单裂隙、T型裂隙和Y型裂隙砂岩试样的强度和变形特征、裂纹起裂规律及破坏模式。同时借助RFPA2D-FLOW软件从细观角度获取了多工况条件下试样水-力耦合破坏过程中的裂纹发展过程。结果显示,完整无水压试样的峰值强度大于完整有水压试样及所有含裂隙试样峰值强度,裂隙比水对试样强度的弱化更为突出。完整试样和单裂隙砂岩试样最终破坏模式均呈现典型的剪切破坏,起裂角度具有很好的方向性。T型和Y型裂隙试样的最终破裂呈现出剪切破坏和张拉-剪切破坏两种模式,且破坏过程产生的次生裂隙较单裂隙试样更多。（4）采用声发射技术监测完整砂岩试样和含不同角度裂隙砂岩（单裂隙、T型裂隙和Y型裂隙）试样在水-力耦合压缩破坏过程中的AE振铃计数、RA-AF值、b值及峰频等参数变化特征,分析结果显示AE振铃计数的急剧增加、AE信号峰频密度的突增是试件破坏的前兆信息,b值达到峰值时试样完全破坏,RA-AF值显示试件以剪切破坏为主。（5）基于应力-渗透率-时间曲线,分析了完整、单裂隙、T型裂隙和Y型裂隙试样渗透率在变形破坏过程中的变化规律。裂隙和水流的存在缩短了试样压密到裂纹稳定扩展的过程,试样峰后出现应力突降时渗透率达到极大值,由此确定渗透率突跳系数,为工程尺度的水-力耦合模拟提供关键参数。（6）以羊场湾煤矿为工程背景,运用RFPA2D-FLOW软件建立水-力耦合裂隙模型,引入前文研究获取的有效应力系数、耦合系数和突跳系数,模拟分析了开采扰动与底板含水层水压力联合作用下,底板裂隙岩体从细观损伤演化至宏观“突水通道形成”的破坏过程,揭示了煤层底板破坏突水灾变机制,并提出了相应的控制技术措施,为安全开采提供指导。
李春[6]（2020）在《冷热交替作用下花岗岩物理力学特性演化规律研究》文中进行了进一步梳理地热能作为一种清洁、绿色、可再生能源越来越受到各国研究学者的关注与重视。在地热能开采的过程中,无论是井筒的钻进,还是开采过程中水在人工储留层中的冷热交换,都会涉及到高温岩体的冷热交替作用,而在冷热交替的作用下岩体必然产生损伤劣化进而引起其物理力学性质的变化,一方面会对高温岩体钻进过程中井筒的稳定性产生不利的影响,另一方面对热储层裂隙网络通道的进一步扩展及新裂隙的产生起到了有利的促进作用。本文针对地热开采过程中所涉及到的人工储留层冷热交换这一实际过程,研究了不同温度下花岗岩在经历冷热交替作用后的物理力学性质的变化,这对于进一步认识高温岩石的物理力学性质并揭示其在冷热交替作用下的变化规律及破裂机理具有重要的意义,同时可以为高温地热开发中井筒的稳定性及人工热储层的建造提供理论依据。本文利用自主研制的多功能伺服控制高温岩石三轴试验机,对不同温度冷热交替后的花岗岩开展了高温作用下的单轴抗压试验,然后将其与常温状态下实验结果进行对比分析,着重分析了花岗岩在温度作用下产生的热应力对单轴抗压强度的影响;最后对不同温度冷热交替作用后的花岗岩开展了渗流试验,分析了不同温度及冷热交替作用后花岗岩渗透率的演化规律,并通过扫描电镜、显微薄片等手段在微细观方面对其内部损伤劣化机理进行了分析。其中主要结论如下:（1）通过对不同温度下的花岗岩在分别经历水冷却和自然冷却方式作用后的物理力学性质测试,看出不同温度下的花岗岩在分别经历水冷却和自然冷却方式作用后的物理力学性质发生了一定的变化,水冷却和自然冷却作用后花岗岩的表观颜色、纵波波速、质量损失率及抗压强度、弹性模量、破坏特征等有所不同,其中水冷却下的花岗岩试样由常温（20℃）的灰黑色逐渐向600℃的土黄色转变,而自然冷却状态下的试样颜色变化不明显整体呈现灰黑色,且随温度的升高逐渐变浅;在两种冷却方式作用后花岗岩的平均波速和质量损失率都随着温度的升高而降低,在400℃～600℃区间时下降速度较快,自然冷却下的试样纵波波速要比水冷却下试样的波速大说明水冷却对试件内部的损伤较大。另外不同温度花岗岩在两种冷却方式作用后的应力-应变曲线特征有所不同,对于自然冷却状态试件均呈现脆性破坏特征,且在200℃和300℃时出现硬化现象,应力-应变曲线呈现峰前降低波动,而对于水冷却试件由脆性逐渐向延性转变,且温度大于300℃时出现双峰渐进破坏现象;在两种冷却条件下试件的单轴抗压强度以及弹性模量均随着温度的升高而降低,相同温度作用后,水冷却条件下试件单轴抗压强度及弹性模量的降低幅度均大于自然冷却方式。（2）在上述研究的基础上分别对冷热交替作用后的花岗岩开展了单轴压缩试验和巴西劈裂试验,分析了冷热交替作用后花岗岩的抗压以及抗拉强度的变化规律,发现冷热交替的次数对两种冷却方式下不同温度的花岗岩力学性能具有较大的影响。经历不同温度冷热交替处理后试样内部结构发生了明显的改变,由中低温阶段的无裂纹逐渐向高温阶段出现的微细小或者较大的裂纹转变,且随着交替次数的增加试样破损情况越严重,颗粒酥松易脱落;在经历相同冷热交替次数的条件下,随着温度的增加其抗拉强度、抗压强度和弹性模量均逐渐减小,而在同一温度作用下,试件的抗压强度和抗拉强度随着冷热交替次数的增加均呈现下降趋势,且水冷却的下降幅度大于自然冷却,试样随温度梯度（100℃）的变化幅度大于随交替次数（5次）的变化幅度;巴西劈裂100℃～400℃大部分试件沿着直径方向劈裂且破坏面能够较好重合,但随着交替次数的不断增加试样的劈裂方向发生了一定的改变,破裂线逐渐变得弯曲并产生了分叉裂纹,而当温度达到700℃时,试样呈现颗粒碎渣性的破坏;单轴抗压破坏模式呈现为剪切破坏、张拉破坏和混合破坏模式为主,其中剪切破坏的试件居多占40%左右;其次为张拉破坏占35%;而水冷却组中剪切破坏试样所占比重最多,占43.3%;自然冷却组的试样剪切破坏试样所占比重最多,占36.7%,形成了裂缝带;这就说明交替次数对破坏模式具有一定的影响。（3）利用自主研制的多功能伺服控制高温岩石三轴试验机,对不同温度冷热交替后的花岗岩开展了高温作用下的单轴压缩试验。试件是处于实时温度作用下进行的,将其与常温状态下实验结果进行对比分析,可知在温度作用下产生的热应力对花岗岩的物理力学特性存在较大影响,首先温度作用下试样的抗压强度和弹性模量均明显都比常温状态下的要小,温度作用下试样的强度主要集中在20～60MPa之间,而常温状态下的强度主要集中在70～180MPa之间,温度作用下弹性模量范围在15～99GPa之间,常温状态下弹性模量范围在38～234GPa之间,随着交替次数的增加试样在常温和高温作用下强度和弹性模量均呈降低趋势,且水冷却试件的下降幅度大于自然冷却,表明水冷却后的试样内部的损伤较为明显,同时在常温作用下水冷却和自然冷却都出现了在200℃的抗压强度大于100℃的现象,而在温度作用下这一现象只出现在了水冷却的结果中,一方面说明试件在200℃产生的硬化现象并不是偶然出现,这种作用增加了试件的强度,另一方面说明水冷却会促进这种硬化作用,同时温度作用下这种硬化效应会降低。（4）借助显微薄片和扫描电镜观测不同温度冷热交替作用后花岗岩微细观形貌特征,可以看出试样在经过冷热交替作用后不仅发生了化学变化而且还发生了物理变化,由于花岗岩内部各种矿物颗粒的粒径以及热膨胀系数的不同,在温度作用下引起颗粒边界的热膨胀不一致,矿物颗粒之间产生的拉压应力使得花岗岩内部产生微裂纹,且随着交替次数的逐渐增加,裂纹的数目、宽度也逐渐增多,同时裂纹的延伸长度也逐渐增大,另外可以通过观察经600℃冷热交替作用后花岗岩的孔裂隙网络模型可以看到,随着循环次数的增加内部连通裂隙和渗流路径明显增多,并形成了良好的渗流通道,这就直接导致了渗透率的大幅增加;常温状态下的渗透率为0.001×10-18m2,经过冷热交替处理花岗岩到25次下,其渗透率增加到1.934×10-18m2,增加了将近2000倍。
刘相如[7]（2020）在《断续裂隙岩石常规三轴压缩力学行为及破坏机理研究》文中指出经历过长期的地质构造运动,岩体内部通常会包含各种不同类型的缺陷如:断层、节理、孔洞和裂隙等,由于这些缺陷的存在使得岩体结构表现为显着的非均质性、非连续性和各向异性。裂隙岩体一般处于三向受力状态,且裂隙分布和受力状态是影响裂隙岩体力学行为的重要因素。因此,本文采用自主研制的长方体岩石常规三轴压缩及测量装置,结合GCTS岩体动态三轴仪开展三轴压缩下裂隙岩体力学行为的研究,对岩体工程稳定性评价具有重要指导意义。本文依托国家自然科学基金项目（51179189,51734009）和江苏省杰出青年基金项目（BK20150005）,以含裂隙红砂岩为研究对象,采用室内试验、数值模拟及理论分析相结合的方法,进行了以下研究工作:（1）采用自主研制的长方体岩石常规三轴压缩及测量装置,结合GCTS岩体动态三轴仪,开展了完整砂岩和单裂隙砂岩的常规三轴压缩试验。单裂隙砂岩的强度随着围压的增大呈线性增大,破坏模式则由张拉劈裂破坏向剪切破坏转变。结合三维CT扫描结果,单轴压缩下试样裂纹分布特征复杂,三轴压缩下具有明显的剪切特征,揭示了单裂隙岩石内部损伤机理。引入裂隙初始损伤变量,建立了裂隙岩石损伤统计本构模型,基于室内试验结果验证了本构模型的正确性。（2）基于单裂隙砂岩损伤破裂机理研究的基础上,开展了共面双裂隙砂岩和非共面双裂隙砂岩的常规三轴压缩试验。结合CT扫描结果,在试样的破裂特征方面,双裂隙砂岩试样较单裂隙砂岩试样表现出明显的三轴压缩破裂特征。双裂隙试样的破裂模式受到预制裂隙的影响较围压影响大,裂隙的分布特征主导试样的最终破裂特征。基于声发射数据,采用K-Means算法进行裂纹类型分析,单轴压缩作用时,岩桥倾角对试样的破裂过程具有显着影响,而在三轴压缩作用时,试样的破坏主要为剪切/混合裂纹主导。（3）采用PFC构建了裂隙砂岩试样,基于完整砂岩的常规三轴压缩室内试验结果进行了细观参数的标定,进而开展了单裂隙砂岩、共面双裂隙砂岩及非共面裂隙砂岩常规三轴压缩模拟,从强度、变形和破坏模式等三方面验证了该数值模拟方法的可行性,为后续分析裂隙岩体损伤破裂机理奠定基础。（4）基于数值模拟方法探究裂隙岩体常规三轴压缩损伤破裂过程,分析微裂纹、位移场及力场的演化过程,从细观层面研究了裂隙倾角、岩桥倾角及围压对裂隙砂岩损伤演化的影响。同时根据微裂纹倾角,定义了6种裂纹类型,其中张拉型微裂纹所占比例最高,拉剪型微裂纹次之,而压缩型微裂纹所占比例最低,其他类型微裂纹所占比例与围压及裂隙几何分布有关,从细观层面上揭示裂隙岩体常规三轴压缩损伤破裂机理。
董晋鹏[8]（2020）在《高温后不同粒径花岗岩三轴力学特性及颗粒流模拟研究》文中提出深部地下资源的开发与空间利用均涉及到复杂的地下工程问题,如核废料的深部地下存储、地热资源开采、深部煤炭资源开采及煤层气瓦斯抽采、海底石油钻探等。在这些地下工程中岩石的矿物和结构组成、物理及力学性质各异,且往往处于不同的地应力及不同的温度环境中,这对岩石工程的长期稳定性产生了十分重要的影响。例如在核废料深部地质存储中,具有不同粒径组成的花岗岩长期受到核废料衰变产生的热将会发生相应的物理力学性质的改变,这将影响核废料数万年服役期内的稳定和安全存储,因此开展不同温度应力作用下不同粒径花岗岩的物理力学性质至关重要。鉴于此,本文采用室内试验和数值模拟相结合的手段,运用先进的试验设备和相关测试技术,研究了常温下和不同高温作用后细晶和粗晶花岗岩的物理力学性质,并从微观结构对高温作用机理进行了详细分析。本文主要的研究内容和成果如下:（1）开展了常温下细晶和粗晶花岗岩的常规三轴压缩试验与巴西劈裂试验,得到了试样的三轴压缩应力-应变曲线和拉应力-位移曲线,以及试样的强度变形参数和破坏模式,并从围压和粒径角度分析了其对试样曲线特征、强度变形参数特征和破坏模式的影响。结果表明:细晶花岗岩的力学参数较粗晶花岗岩的高,表现出更好的力学性能;在较低围压下（σ3<12MPa）细晶花岗岩的变形参数较粗晶花岗岩的高,在较高围压下（σ3≥12MPa）二者变形参数相差不大;围压的存在有效地闭合了试样内部的孔隙裂隙,使试样的变形参数得到改善。（2）针对高温环境地下工程中岩石的力学变形特征受到温度、围压的影响,进行了不同高温作用后细晶和粗晶花岗岩的单轴压缩强度、三轴压缩强度和拉伸强度测试试验,分析了花岗岩试样的物理性质变化,以及温度和围压对不同粒径花岗岩的强度参数、变形特征和破裂模式的影响规律并得到了定性与定量关系,与此同时进行了高温作用的微观机理分析。结果表明:同一围压下,试样三轴压缩强度和三轴压缩裂纹损伤阈值随着温度的升高先升高后降低,其阈值温度为200℃;试样结构完整性随着温度的升高而不断被破坏,温度越高,试样热损伤程度越高。（3）基于不同粒径花岗岩的常规三轴压缩室内试验结果,通过PFC 2D离散颗粒流程序及其平行黏结模型,构建了细晶和粗晶花岗岩的颗粒数值模型,得到了细观参数与宏观力学参数的定量关系,模拟了试样常温及高温作用后的强度变形特征和破坏特征,结果表明数值模拟试验结果与室内试验结果吻合较好。此外从试样细观裂纹扩展、细观位移场和细观应力场等角度进行了细观机理分析,这更加明确了试样在三轴压缩条件下损伤破裂机理的过程。该论文有图87幅,表14个,参考文献126篇。
李莹莹[9]（2020）在《基于μCT可视化的受载煤体裂隙动态演化规律研究》文中研究说明探索采动应力作用下,随应力变化煤体内部裂隙网络发育的空间分布特征及演化规律,为煤与煤层气的双能源开采、安全生产和煤体动态灾害预测提供理论支持,具有十分重要的意义。煤岩损伤破坏特征的研究已取得重要进展,但对煤中裂隙精细化表征,煤体在三轴压缩作用下裂隙的实时动态演化的可视化特征、定量分析以及演化规律和机理还有待进一步探索。本文使用配备了加载装置的高精度X射线工业CT扫描系统,对取自焦作赵固二矿和沁水盆地寺河矿3号煤层的无烟煤原煤煤样进行了单轴、不同围压下三轴压缩室内试验及加载过程的分阶段实时CT扫描。采用图像处理技术、三维重建技术、分形几何和数理统计方法,提取分析了煤体压裂过程中裂隙各表征参数的动态演化过程;同时,使用离散元颗粒流PFC2D数值模拟软件建立真实煤体裂隙结构模型,模拟了受载作用下煤体颗粒运动、裂隙发育的全过程。结合岩石力学、细观损伤理论等,从受载裂隙形态特征、发育过程、起裂位置、优势裂隙扩展角度以及原生裂隙与围压的影响因素等方面探讨了受载过程煤岩裂隙演化规律和机理。主要研究成果如下:（1）利用图像处理和三维重构技术,实现了煤体内部裂隙空间形态和数字特征参数提取,对煤体裂隙进行精细表征。实现了三轴加载过程煤体裂隙损伤动态演化的提取和分析,确定了正确的操作流程和合理的加载及扫描参数,有助于后续开展煤样在受载条件下相关的μCT扫描试验。（2）确定了灰度值、灰度均方差、裂隙体积（面积）、CT裂隙率及裂隙分形维数为有效精细表征裂隙的物理性质和损伤演化程度的定量表征参数。使用MATLAB程序实现了平面裂隙条数、长度和角度的提取和统计;提出了基于灰度图的煤体分形维数计算法,较基于二值图像的分形计算能涵盖小于扫描分辨率的煤体灰度信息,并避免图像二值化阈值选择带来的误差。（3）针对赵固二矿和寺河矿煤样,展示和描述了单、三轴压缩试验中煤体力学性能、破坏模式和裂隙演化过程的规律及特征。得出了煤样三轴压缩破坏过程经历的四个阶段及各阶段应力水平;煤样的非均质性表征,受载煤体破坏过程中,在相同应力水平扫描阶段,煤岩的不同层面的裂隙率变化和裂隙扩展特性不同,表明了煤体在荷载作用下的损伤演化呈现局部化和非均匀特征;单轴试验中,在宏观表面表现为劈裂裂纹,而在煤体中心部位相互聚合成剪切带,判断裂纹先从边缘开始生成和发展,而后随着压力增大,内部裂纹集聚贯通,仅观察宏观表面裂纹不足以完全描述煤体破裂形态。（4）含裂隙煤体大大减低了受载情况下煤体抗压强度和峰值应变,研究了两煤样由于裂隙发育不同破坏时表现出不同的强度特征和脆、延性特征,并得出煤岩体在载荷作用下的最终宏观断裂破坏与其内部原生裂隙的分布、相互作用及扩展聚集密切相关;原始裂隙可影响煤体新生裂隙的形态,但煤体破坏主要由新生裂隙发育造成;原始裂隙含量是影响煤样强度和破坏模式的重要因素等结论,揭示了原生裂隙对受载煤体破坏的影响。（5）围压越大,抗压强度和峰值应变越大,而致密煤体弹性模量趋于固定值不受影响,原生裂隙发育的煤体的弹性模量一定范围内随围压增大而增大;同时得出围压对煤体破坏中裂隙的形态和空间分布特征也有影响,围压小,裂隙形状相对更简单、裂隙更宽,而一定围压范围下围压越大,裂隙细短而且数量众多、更曲折,揭示了围压对煤体抗压强度和裂隙空间发育形态的影响。绘制表示平面优势裂隙扩展角度的裂隙玫瑰花图,探讨了平面内原始裂隙与裂隙破裂过程裂隙走向变化,研究了不同围压下原始裂隙分布方向与破裂裂隙方向之间的关系。（6）利用离散元PFC2D数值模拟软件实现了含裂隙煤样真实结构模型的建立,并进行三轴压缩模拟试验,结果与实际三轴压缩试验的应力-应变关系和破坏模式吻合较好。另通过对颗粒位移、颗粒速度矢量、试样裂纹演化过程以及裂纹数量等的监测,进一步观察试件在三轴压缩过程中裂隙动态扩展和受力变化的连续过程,研究了原生裂隙对新生裂隙萌生、发育的影响,明晰了含原生裂隙煤体与致密煤体裂隙不同的起裂位置,裂隙演化过程应力重分布的过程以及局部化、区域化特征。
凌斌[10]（2020）在《基于三维重构的弱胶结岩石裂纹扩展规律》文中认为弱胶结岩层广泛存在于我国的西部矿区,该岩层主要是一些成熟度较低的弱胶结砂岩,具有胶结度低、孔隙度大、扰动敏感等特点,对地下开挖工程中岩土工程的稳定性具有很大影响。本文以弱胶结砂岩为研究对象,采用电镜扫描、X衍射、单轴压缩实验、声发射实验、CT扫描实验和PFC数值模拟相结合的技术手段,研究了弱胶结砂岩的微观结构和矿物组分;分析了弱胶结砂岩单轴压缩过程中的声发射演化规律;探究了初始损伤对裂纹扩展直至试件最终破坏形态的影响规律;通过PFC数值模拟直观地分析了弱胶结砂岩加载过程中接触力及力链、位移、微裂纹数目变化,并探究不同孔隙率、不同胶结程度对弱胶结砂岩裂隙扩展过程的影响规律。本论文主要取得以下研究成果与进展:（1）采用电镜扫描、X衍射的手段对弱胶结岩石细观结构和矿物组分进行了分析。结果表明:弱胶结岩石胶结程度低、孔隙率高,且其力学参数低于常规砂岩。（2）进行单轴压缩和声发射联合实验,对弱胶结砂岩力学特性和声发射特性进行研究。声发射突变点的应力平均水平为0.86,损伤值突变点平均水平为0.7。由声发射定位技术可知,线弹性阶段和塑性变形阶段是弱胶结岩石微裂纹产生的重要阶段。（3）利用CT扫描技术对单轴压缩前后弱胶结砂岩孔隙、裂隙进行三维重构,从总体积、表面积、孔隙度、分形维数等角度对裂隙演化过程进行推演。研究结果表明:弱胶结砂岩加载后的孔隙率以及分形维数均有所增大;并且由CT切片可以看出试件的起裂位置一般发生在较大初始损伤和低密度区域,然后裂纹分别向两翼扩展,最终导致试件整体发生破坏。（4）开展了PFC数值试件加载实验,结果表明试件在峰后阶段快速变化,沿试件原有损伤区域迅速扩展贯通。弱胶结试件的力学参数与孔隙率成正相关,与胶结度成负相关。孔隙率和胶结度对裂隙的破裂类型无明显影响。本论文有图60幅、表18个、参考文献84篇。
二、基于X射线CT基础上的砂岩破裂模式研究（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、基于X射线CT基础上的砂岩破裂模式研究（论文提纲范文）
（1）动载作用下损伤砂岩的力学特性与破裂特征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 岩石损伤的表征 |
| 1.2.2 损伤岩石的力学性能研究 |
| 1.2.3 爆炸荷载作用下损伤岩体的破裂特征研究 |
| 1.2.4 目前研究存在的不足 |
| 1.3 研究内容与研究方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究目标 |
| 1.3.3 研究方法 |
| 1.3.4 技术路线 |
| 2 动态荷载作用下损伤岩体的能量演化与破裂特征理论 |
| 2.1 受载岩体的损伤表征 |
| 2.1.1 受载岩体的损伤力学模型 |
| 2.1.2 受载岩体的速度结构演化 |
| 2.2 冲击荷载作用下损伤岩体的能量演化 |
| 2.3 爆炸荷载作用下损伤岩体的破裂特征 |
| 2.3.1 爆炸荷载作用下岩体的破裂特征 |
| 2.3.2 爆炸荷载作用下损伤岩体的破裂特征 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于声发射检测受载砂岩的损伤、破裂与速度结构演化 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 试验方案 |
| 3.3 试验过程 |
| 3.3.1 试件的制备 |
| 3.3.2 砂岩的孔隙率 |
| 3.4 单轴荷载作用下砂岩的损伤与破裂模式 |
| 3.4.1 试验装置与试验过程 |
| 3.4.2 砂岩的强度 |
| 3.4.3 单轴荷载作用下砂岩的声发射特性 |
| 3.4.4 单轴荷载作用下砂岩的破裂模式 |
| 3.4.5 单轴荷载作用下砂岩的量化损伤 |
| 3.5 单轴荷载作用下损伤砂岩的速度结构演化 |
| 3.6 循环荷载作用下受载砂岩的声发射信号特征 |
| 3.6.1 试验设备与试验过程 |
| 3.6.2 试验结果与分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 冲击荷载作用下损伤砂岩的能量演化与破碎特征 |
| 4.1 损伤砂岩的冲击动力学试验 |
| 4.1.1 试件的制备 |
| 4.1.2 试验装置与试验过程 |
| 4.2 基于CT扫描砂岩损伤的表征 |
| 4.3 冲击荷载作用下损伤砂岩的强度变化和能量演化 |
| 4.3.1 动态应力平衡验证 |
| 4.3.2 损伤砂岩的动态抗压与劈裂抗拉强度分析 |
| 4.3.3 冲击荷载作用下损伤砂岩的能量演化 |
| 4.4 冲击荷载作用下损伤砂岩的裂纹扩展 |
| 4.4.1 冲击荷载压缩作用下损伤砂岩的裂纹扩展和走势 |
| 4.4.2 冲击荷载劈裂作用下损伤砂岩的裂纹扩展和走势 |
| 4.5 冲击荷载作用下损伤砂岩的破碎特征与几何分形 |
| 4.5.1 冲击荷载作用下损伤砂岩的破碎特征 |
| 4.5.2 冲击荷载作用下破碎岩块的几何分形 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 爆炸荷载作用下损伤岩体的破裂特征与CT成像 |
| 5.1 爆炸荷载作用下损伤砂岩的破裂特征试验 |
| 5.1.1 试件的制备 |
| 5.1.2 试验设备与试验过程 |
| 5.2 损伤砂岩的表征 |
| 5.3 爆炸荷载作用下损伤砂岩的破裂特征 |
| 5.4 爆炸荷载作用下损伤砂岩的CT成像 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及在校期间主要科研成果 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间主要的科研成果 |
（2）废弃矿井采空区覆岩裂隙导通机理及多尺度渗流特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 煤岩体力学特性及其变形破裂监测 |
| 1.2.2 覆岩破断力学机制及裂隙演化特征 |
| 1.2.3 裂隙面几何形貌特征及其渗流特性研究 |
| 1.2.4 裂隙煤体孔隙结构及其微观流动特性 |
| 1.2.5 采空区裂隙网络及其渗流特性研究 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 单轴压缩条件下煤岩体力学特性及破裂演化规律 |
| 2.1 试验试件及设备 |
| 2.1.1 试件制作 |
| 2.1.2 试验设备 |
| 2.1.3 试验流程 |
| 2.2 单轴压缩抗压强度及变形破坏特征 |
| 2.2.1 应力-应变曲线特征 |
| 2.2.2 单轴抗压强度 |
| 2.2.3 破坏模式 |
| 2.3 煤岩破裂过程中的声发射响应特征 |
| 2.3.1 破裂过程声发射能量分析 |
| 2.3.2 声发射事件分布特征空间演化 |
| 2.4 数字散斑全场应变及动态破裂过程分析 |
| 2.4.1 不同位置标记点变形规律 |
| 2.4.2 破裂过程变形场演化分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 覆岩破断裂隙通道形成机理及其形态特征 |
| 3.1 关键块体结构破断力学机制理论分析 |
| 3.1.1 力学模型的建立及边界条件的确定 |
| 3.1.2 模型内应力分量解析解 |
| 3.1.3 破裂迹线/塑性边界方程 |
| 3.2 主应力场及应变能密度分布特征算例分析 |
| 3.2.1 基准参数选取及计算过程 |
| 3.2.2 应力及应变分量分布特征分析 |
| 3.2.3 不同块体长度的应变能密度分布特征 |
| 3.3 裂隙通道形态及其张开度特征分析 |
| 3.3.1 破裂迹线形态特征分析 |
| 3.3.2 内聚力和内摩擦角对破裂迹线的影响 |
| 3.3.3 不同块体长度的破断裂隙张开度对比分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 三轴加卸载作用下原生裂隙岩体渗流特性研究 |
| 4.1 试验试件及流程 |
| 4.1.1 试件制备 |
| 4.1.2 加卸载渗流试验方案 |
| 4.1.3 试验系统及测试过程 |
| 4.2 裂隙岩体渗流特性分析 |
| 4.2.1 加载路径下渗透压对渗流特性的影响 |
| 4.2.2 卸载条件下围压对渗流规律的影响 |
| 4.3 岩石裂隙面三维形貌特征及渗流路径分析 |
| 4.3.1 三维几何形貌特征 |
| 4.3.2 裂隙面粗糙度参数定量分析 |
| 4.3.3 裂隙面优势渗流路径模拟分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 裂隙煤体三维重构及微细观渗流机理研究 |
| 5.1 试验概况 |
| 5.1.1 样品采集及试验设备 |
| 5.1.2 裂隙煤体三维重构过程 |
| 5.2 数字岩心微观孔裂隙结构特征 |
| 5.2.1 基于 CT 切片的裂缝分布特征 |
| 5.2.2 三维模型重构及过程分析 |
| 5.3 煤体孔裂隙结构及微细观渗流特性分析 |
| 5.3.1 裂隙单元体三维模型重构 |
| 5.3.2 裂隙单元体孔裂隙分布特征 |
| 5.3.3 裂隙单元体微观渗流模拟分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 废弃矿井采空区裂隙网络水气两相渗流特性研究 |
| 6.1 采空区覆岩裂隙分布特征 |
| 6.1.1 相似模拟实验过程 |
| 6.1.2 覆岩破断裂隙整体形态特征 |
| 6.1.3 采空区块体破断裂隙特征分析 |
| 6.2 基于图像识别的裂隙网络统计分析 |
| 6.2.1 覆岩裂隙提取过程 |
| 6.2.2 裂隙几何参数统计 |
| 6.2.3 统计结果分析 |
| 6.3 采空区裂隙网络水气两相渗流模拟 |
| 6.3.1 裂隙网络几何模型及计算流程 |
| 6.3.2 两相裂隙流控制方程与求解方法 |
| 6.3.3 水气两相渗流计算结果分析 |
| 6.4 结论 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）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 |
（4）等离子体击穿受载煤体的电学响应及致裂增渗机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 存在的主要问题 |
| 1.4 主要研究内容及思路 |
| 1.5 主要研究进展及成果 |
| 2 低透气性煤的电学特性及实验系统建立 |
| 2.1 低透气性煤导电与介电特性 |
| 2.2 低透气性煤制备及物性表征 |
| 2.3 等离子体致裂增渗实验系统 |
| 2.4 离子溶液对煤导电特性影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 等离子体击穿低透气性煤的电学响应特征 |
| 3.1 离子溶液对煤体临界击穿电压的影响规律 |
| 3.2 受载条件对煤体临界击穿电压的影响规律 |
| 3.3 不同击穿电压下的电压与电流波形特征 |
| 3.4 击穿次数对电压与电流波形的影响规律 |
| 3.5 击穿次数对煤体临界击穿电压的影响规律 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 等离子体击穿煤体裂隙起裂及扩展机制 |
| 4.1 等离子体击穿煤体动态发展过程 |
| 4.2 等离子体对裂隙起裂及扩展影响 |
| 4.3 等离子体击穿煤体流注放电模型 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 等离子体击穿煤体多尺度孔裂隙结构演化机制 |
| 5.1 等离子体击穿煤体分子结构损伤规律 |
| 5.2 等离子体击穿煤体孔隙结构演化特征 |
| 5.3 等离子体击穿煤体表面裂隙扩展规律 |
| 5.4 等离子体击穿煤体内部裂隙演化特征 |
| 5.5 等离子体对煤体力学性质的影响规律 |
| 5.6 等离子体击穿煤体的损伤致裂机理 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 等离子体击穿煤体内裂隙导流增渗机制 |
| 6.1 等离子体击穿煤体内瓦斯吸附变化规律 |
| 6.2 等离子体击穿煤体内瓦斯扩散演化规律 |
| 6.3 等离子体对受载煤体的渗透性影响规律 |
| 6.4 击穿电压对受载煤体渗透率的影响规律 |
| 6.5 击穿次数对受载煤体渗透率的影响规律 |
| 6.6 等离子体击穿煤体内气体运移机理探讨 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 结论、创新点与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）水—力耦合作用下裂隙岩体渗流规律与突水机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 2 文献综述与研究内容 |
| 2.1 水-力耦合作用下裂隙岩体力学特性研究 |
| 2.2 水-力耦合作用下裂隙岩体渗流特性研究 |
| 2.3 水-力耦合作用下裂隙岩体变形破坏全过程研究 |
| 2.4 水-力耦合作用下裂隙岩体变形破坏数值模拟研究 |
| 2.5 水-力耦合研究存在的问题 |
| 2.6 研究内容及技术路线 |
| 2.6.1 主要研究内容 |
| 2.6.2 技术路线 |
| 3 水-力耦合作用下裂隙岩体渗流特性试验研究 |
| 3.1 材料选取及物理力学特征 |
| 3.1.1 材料选取、试样加工及细观测试 |
| 3.1.2 试样孔隙度及孔径测试 |
| 3.2 试验方案、设备及步骤 |
| 3.2.1 试验方案 |
| 3.2.2 试验设备及步骤 |
| 3.3 基于福希海默方程的非线性渗流行为分析 |
| 3.3.1 裂隙砂岩非线性渗流行为分析 |
| 3.3.2 福希海默系数的参数表达式 |
| 3.4 有效评估达西定律的适用性方法 |
| 3.4.1 归一化导水系数法 |
| 3.4.2 压力梯度比法 |
| 3.4.3 体积流量比法 |
| 3.5 福希海默系数探讨及裂隙砂岩渗流特性对比分析 |
| 3.5.1 福希海默系数探讨及物理意义 |
| 3.5.2 渗流特性对比分析 |
| 3.6 水-力耦合机制分析 |
| 3.6.1 有效应力系数确定 |
| 3.6.2 渗透率与法向应力关系分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 水-力耦合作用下裂隙岩体变形破坏机制研究 |
| 4.1 试验方案、设备及步骤 |
| 4.1.1 试验方案 |
| 4.1.2 试验设备及步骤 |
| 4.2 水-力耦合作用下裂隙砂岩力学特性 |
| 4.2.1 裂隙砂岩渐进破坏应力-应变关系 |
| 4.2.2 裂隙砂岩渐进破坏阈值确定 |
| 4.2.3 强度特性分析 |
| 4.2.4 变形特性分析 |
| 4.3 基于声发射裂隙砂岩变形破坏演化规律 |
| 4.3.1 声发射监测技术及设备 |
| 4.3.2 基于声发射时序特征参数的变形破坏特征分析 |
| 4.3.3 基于声发射频域特征参数的变形破坏特征分析 |
| 4.4 水-力耦合作用下裂隙砂岩破坏模式分析 |
| 4.4.1 裂纹破坏类型分析 |
| 4.4.2 裂隙砂岩破坏模式分析 |
| 4.5 水-力耦合作用下裂隙砂岩变形破坏过程数值模拟研究 |
| 4.5.1 水-力耦合数值模型构建及参数设置 |
| 4.5.2 水-力耦合作用下裂隙砂岩数值模拟研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 水-力耦合作用下裂隙岩体变形破坏中渗透率演化研究 |
| 5.1 水压加载设备及方法 |
| 5.2 裂隙砂岩变形破坏过程中渗透率的演化规律 |
| 5.2.1 渗透率、应力与时间关系分析 |
| 5.2.2 不同倾角下渗透率的变化规律 |
| 5.2.3 渗透率与偏应力关系分析 |
| 5.3 裂隙砂岩变形破坏过程中渗透率演化的数值模拟研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 水-力耦合作用下底板突水通道形成机制及防治措施 |
| 6.1 工程概况 |
| 6.2 工程地质与水文地质 |
| 6.2.1 工程地质特征 |
| 6.2.2 水文地质情况 |
| 6.3 水-力耦合作用下裂隙岩体渐进破坏过程理论模型 |
| 6.3.1 水-力耦合控制方程 |
| 6.3.2 渗流与损伤耦合控制方程 |
| 6.4 煤层底板渐进破坏与渗流演化数值模拟研究 |
| 6.4.1 底板突水过程数值模型构建及参数 |
| 6.4.2 不同形状裂隙对底板破裂模式与渗流场的影响 |
| 6.4.3 组合裂隙下底板渐进破裂与渗流演化模拟结果分析 |
| 6.5 煤层底板裂隙岩体突水防治建议措施 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要工作及结论 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）冷热交替作用下花岗岩物理力学特性演化规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 干热岩开发的研究现状 |
| 1.2.2 高温花岗岩物理力学特性的研究现状 |
| 1.2.3 高温花岗岩微细观试验的研究现状 |
| 1.2.4 高温花岗岩巴西劈裂试验研究现状 |
| 1.3 主要存在的问题 |
| 1.4 研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第2章 不同温度和冷却方式作用后花岗岩物理力学特性试验研究 |
| 2.1 试验试件及设备 |
| 2.1.1 试件制作 |
| 2.1.2 试验设备及方法 |
| 2.1.3 试验过程 |
| 2.2 不同温度冷热作用后花岗岩物理特性的试验研究 |
| 2.2.1 表观形态的变化 |
| 2.2.2 纵波波速的变化 |
| 2.2.3 质量变化率 |
| 2.3 不同温度冷热作用后花岗岩力学特性的试验研究 |
| 2.3.1 应力-应变曲线的变化规律 |
| 2.3.2 单轴抗压强度的变化规律 |
| 2.3.3 弹性模量的变化规律 |
| 2.3.4 峰值应变的变化规律 |
| 2.4 破裂模式分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 冷热交替作用后花岗岩抗拉强度特征试验研究 |
| 3.1 试验概况 |
| 3.1.1 试样制备与试验方案 |
| 3.1.2 试验设备及方法 |
| 3.2 冷热交替作用后花岗岩抗拉强度试验结果分析 |
| 3.2.1 纵波波速的变化规律 |
| 3.2.2 荷载-时间曲线的变化规律 |
| 3.2.3 冷热交替和冷却方式对花岗岩抗拉强度的影响 |
| 3.3 花岗岩抗拉强度的声发射及破裂特征分析 |
| 3.3.1 冷热交替作用后花岗岩抗拉强度能量释放特征分析 |
| 3.3.2 花岗岩破裂过程及能量演化特征分析 |
| 3.3.3 破坏模式分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 冷热交替作用后花岗岩在不同状态下的物理力学特性试验研究 |
| 4.1 试验设备及过程 |
| 4.1.1 试验设备 |
| 4.1.2 试验试件及方案 |
| 4.1.3 不同温度冷热交替作用后花岗岩物理特性 |
| 4.2 冷热交替作用后常温下花岗岩力学特性的变化规律 |
| 4.2.1 应力-应变曲线的变化特征 |
| 4.2.2 单轴抗压强度的变化特征 |
| 4.2.3 弹性模量的变化特征 |
| 4.2.4 冷热交替作用后花岗岩能量释放特征分析 |
| 4.2.5 破坏模式分析 |
| 4.3 冷热交替作用后高温下花岗岩力学特性的变化规律 |
| 4.3.1 应力-应变曲线特征 |
| 4.3.2 单轴抗压强度的变化规律 |
| 4.3.3 弹性模量的变化规律 |
| 4.3.4 破坏模式分析 |
| 4.4 冷热交替作用后常温与高温下单轴压缩结果对比分析 |
| 4.4.1 单轴抗压强度对比分析 |
| 4.4.2 弹性模量对比分析 |
| 4.4.3 峰值应变对比分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 不同温度冷热交替作用后花岗岩渗流特性及其细观特征 |
| 5.1 花岗岩渗透率随温度及交替次数的变化规律 |
| 5.1.1 试验设备及方案 |
| 5.1.2 渗透率随交替次数的变化规律 |
| 5.1.3 渗透率随有效应力的变化规律 |
| 5.1.4 渗透率随渗透压的变化规律 |
| 5.2 矿物成分的变化 |
| 5.2.1 试验设备 |
| 5.2.2 试验结果分析 |
| 5.3 扫描电镜观测花岗岩在不同温度交替作用后的破坏形态 |
| 5.3.1 试验设备与过程 |
| 5.3.2 不同温度单次作用后花岗岩扫描电镜观测分析 |
| 5.3.3 冷热交替作用后花岗岩扫描电镜观测分析 |
| 5.4 显微薄片观测花岗岩在冷热交替作用后的破坏形态 |
| 5.4.1 试验设备与过程 |
| 5.4.2 不同温度单次作用后花岗岩的显微薄片分析 |
| 5.4.3 冷热交替作用后花岗岩显微薄片分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 冷热交替作用后花岗岩孔裂隙微观演变特征重构 |
| 6.1 试验概况 |
| 6.1.1 试验设备及过程 |
| 6.1.2 对裂隙演变特征的三维重构 |
| 6.2 数字岩芯微观孔隙结构特征试验结果分析 |
| 6.2.1 基于CT切片分析孔裂隙的分布特征 |
| 6.2.2 基于数字岩芯分析孔裂隙的分布特征 |
| 6.2.3 基于渗流模拟分析孔裂隙的分布特征 |
| 6.3 基于交替损伤下干热岩人工热储层演变特征综合分析 |
| 6.3.1 冷热交替作用对花岗岩热破裂特征的影响 |
| 6.3.2 热应力对花岗岩破坏特性的影响 |
| 6.3.3 组构变化对花岗岩破坏特性的影响 |
| 6.4 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科研成果 |
| 致谢 |
（7）断续裂隙岩石常规三轴压缩力学行为及破坏机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容与技术路线 |
| 2 断续单裂隙砂岩常规三轴压缩力学行为试验研究 |
| 2.1 试验材料与试验程序 |
| 2.2 完整砂岩三轴压缩试验结果 |
| 2.3 单裂隙砂岩力学特性分析 |
| 2.4 单裂隙砂岩破坏特征分析 |
| 2.5 裂隙岩体损伤统计本构模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 断续双裂隙砂岩常规三轴压缩力学行为试验研究 |
| 3.1 常规三轴压缩试验方案 |
| 3.2 常规三轴压缩下共面双裂隙砂岩力学行为试验研究 |
| 3.3 常规三轴压缩下非共面双裂隙砂岩力学行为试验研究 |
| 3.4 基于声发射的双裂隙砂岩裂纹演化机制分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 断续裂隙砂岩常规三轴压缩宏观力学行为数值模拟研究 |
| 4.1 数值模拟方法 |
| 4.2 完整砂岩常规三轴压缩宏观力学特性模拟结果 |
| 4.3 断续单裂隙砂岩常规三轴压缩宏观力学特性模拟结果 |
| 4.4 断续共面双裂隙砂岩常规三轴压缩宏观力学特性模拟结果 |
| 4.5 断续非共面双裂隙砂岩常规三轴压缩宏观力学特性模拟结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 断续裂隙砂岩常规三轴压缩细观破裂机理数值模拟研究 |
| 5.1 完整砂岩常规三轴压缩细观破裂机理模拟结果 |
| 5.2 断续单裂隙砂岩常规三轴压缩细观破裂机理模拟结果 |
| 5.3 断续共面双裂隙砂岩常规三轴压缩细观破裂机理模拟结果 |
| 5.4 断续非共面双裂隙砂岩细观破裂机理模拟结果 |
| 5.5 本章小节 |
| 6 裂隙岩体深埋引水隧洞工程应用 |
| 6.1 裂隙岩体深埋引水隧洞工程背景 |
| 6.2 裂隙岩体深埋引水隧洞数值模型的建立 |
| 6.3 裂隙岩体深埋引水隧洞围岩变形破坏机理分析 |
| 6.4 本章小节 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（8）高温后不同粒径花岗岩三轴力学特性及颗粒流模拟研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 研究方法与技术路线 |
| 2 常温下不同粒径花岗岩力学特性试验研究 |
| 2.1 花岗岩岩性特征 |
| 2.2 常温下不同粒径花岗岩常规三轴力学特性 |
| 2.3 常温下不同粒径花岗岩巴西劈裂试验研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 高温作用后不同粒径花岗岩力学特性试验研究 |
| 3.1 高温作用后花岗岩物理特性变化 |
| 3.2 高温作用后不同粒径花岗岩常规三轴力学特性 |
| 3.3 高温作用后不同粒径花岗岩巴西劈裂试验研究 |
| 3.4 高温机理微观结构分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 不同粒径花岗岩常规三轴压缩数值试验研究 |
| 4.1 PFC数值模拟简介 |
| 4.2 花岗岩数值模型构建及细观参数敏感性分析 |
| 4.3 常温下不同粒径花岗岩常规三轴压缩数值试验 |
| 4.4 高温作用后不同粒径花岗岩常规三轴压缩数值试验 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（9）基于μCT可视化的受载煤体裂隙动态演化规律研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 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 煤岩损伤力学和破坏机理研究 |
| 1.2.2 煤体内孔裂隙结构表征研究 |
| 1.2.3 CT扫描在煤岩孔裂隙应用研究 |
| 1.2.4 煤岩破裂数值模拟研究 |
| 1.3 存在问题与不足 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究路线 |
| 2 煤样选取及基础分析 |
| 2.1 样品采集及制备 |
| 2.2 煤样物理力学参数 |
| 2.2.1 煤样物理参数 |
| 2.2.2 力学性能参数 |
| 2.3 小结 |
| 3 煤样CT扫描及裂隙精细表征方法 |
| 3.1 CT系统及参数设定 |
| 3.1.1 工业CT扫描原理及设备 |
| 3.1.2 CT扫描过程及参数设定 |
| 3.1.3 CT扫描图像三维重构 |
| 3.2 煤体内部细观裂隙定性表征方法 |
| 3.2.1 煤体非均质性 |
| 3.2.2 图像预处理 |
| 3.2.3 裂隙提取与形态分析 |
| 3.3 煤体内部细观裂隙定量表征方法 |
| 3.3.1 灰度值分析 |
| 3.3.2 裂隙长度与角度分析 |
| 3.3.3 裂隙体积与裂隙率分析 |
| 3.3.4 裂隙分形维数分析 |
| 3.4 未加载煤样扫描结果分析 |
| 3.5 小结 |
| 4 单轴压缩下煤样力学性质与裂隙动态演化特征 |
| 4.1 加载系统及实验方案 |
| 4.1.1 加载实验装置 |
| 4.1.2 单轴试验方案 |
| 4.2 煤样力学性质分析与破坏模式 |
| 4.2.1 应力-应变曲线 |
| 4.2.2 力学参数分析 |
| 4.2.3 破坏模式分析 |
| 4.3 二维裂隙演化特征分析与表征 |
| 4.3.1 二维裂隙演化定性分析 |
| 4.3.2 二维裂隙演化定量分析 |
| 4.4 三维裂隙演化特征分析与表征 |
| 4.4.1 三维裂隙演化定性分析 |
| 4.4.2 三维裂隙演化定量分析 |
| 4.5 小结 |
| 5 三轴压缩下煤样力学性质与裂隙动态演化特征 |
| 5.1 试验系统及三轴实验方案 |
| 5.2 煤样力学性质分析与破坏模式 |
| 5.2.1 应力-应变曲线 |
| 5.2.2 力学参数分析 |
| 5.2.3 破坏模式分析 |
| 5.3 二维裂隙演化特征分析与表征 |
| 5.3.1 二维裂隙演化定性分析 |
| 5.3.2 二维裂隙演化定量分析 |
| 5.4 三维裂隙演化特征分析与表征 |
| 5.4.1 三维裂隙演化定性分析 |
| 5.4.2 三维裂隙演化定量分析 |
| 5.5 小结 |
| 6 煤体三轴压缩下裂隙演化颗粒流数值模拟 |
| 6.1 PFC~(2D)简介 |
| 6.2 真实试验宏观力学参数获取 |
| 6.3 数值模型建立及参数标定 |
| 6.3.1 煤样模型建立 |
| 6.3.2 细观参数标定 |
| 6.4 数值模拟加载力学结果分析 |
| 6.5 数值模拟微裂隙破裂演化分析 |
| 6.5.1 裂隙演化过程分析 |
| 6.5.2 颗粒位移分析 |
| 6.5.3 颗粒速度矢量分析 |
| 6.5.4 裂隙数量分析 |
| 6.6 小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（10）基于三维重构的弱胶结岩石裂纹扩展规律（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容及技术路线 |
| 2 弱胶结砂岩细观结构特征 |
| 2.1 地质概况 |
| 2.2 弱胶结砂岩细观结构 |
| 2.3 弱胶结砂岩矿物组分 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 单轴压缩过程中弱胶结砂岩变形破坏特性与声发射特性 |
| 3.1 弱胶结砂岩单轴压缩力学特征 |
| 3.2 弱胶结砂岩声发射试验 |
| 3.3 声发射损伤分析及破坏前兆点确定 |
| 3.4 弱胶结砂岩裂隙孕育时空演化规律 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 弱胶结砂岩破坏前后孔裂隙特征三维重构 |
| 4.1 CT技术原理 |
| 4.2 CT图像三维重构方法 |
| 4.3 三维裂隙重构过程 |
| 4.4 孔裂隙特征 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 弱胶结砂岩裂纹扩展规律颗粒流模拟 |
| 5.1 模型构建与参数标定 |
| 5.2 弱胶结岩石单轴压缩裂纹扩展过程 |
| 5.3 孔隙率对裂纹扩展过程的影响 |
| 5.4 胶结度对裂纹扩展过程的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
四、基于X射线CT基础上的砂岩破裂模式研究（论文参考文献）
- [1]动载作用下损伤砂岩的力学特性与破裂特征[D]. 郑强强. 安徽理工大学, 2021(02)
- [2]废弃矿井采空区覆岩裂隙导通机理及多尺度渗流特性研究[D]. 张纯旺. 太原理工大学, 2021(01)
- [3]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)
- [4]等离子体击穿受载煤体的电学响应及致裂增渗机理研究[D]. 张祥良. 中国矿业大学, 2021
- [5]水—力耦合作用下裂隙岩体渗流规律与突水机理研究[D]. 张英. 北京科技大学, 2020
- [6]冷热交替作用下花岗岩物理力学特性演化规律研究[D]. 李春. 太原理工大学, 2020(01)
- [7]断续裂隙岩石常规三轴压缩力学行为及破坏机理研究[D]. 刘相如. 中国矿业大学, 2020
- [8]高温后不同粒径花岗岩三轴力学特性及颗粒流模拟研究[D]. 董晋鹏. 中国矿业大学, 2020(01)
- [9]基于μCT可视化的受载煤体裂隙动态演化规律研究[D]. 李莹莹. 河南理工大学, 2020(01)
- [10]基于三维重构的弱胶结岩石裂纹扩展规律[D]. 凌斌. 中国矿业大学, 2020