一、煤岩的改进广义弹粘塑性模型分析（论文文献综述）
王强[1]（2021）在《周期性渗透压作用下侏罗系红砂岩宏细观蠕变特性研究》文中研究说明水库运行期间,由于防洪和发电的需要,库水位会出现大幅度周期性波动。在周期性水位波动条件下,库岸边坡内渗流场和应力场相互影响,处于抗滑桩嵌固段岩体的蠕变特性将在渗流场应力场的耦合作用下发生变化,从而影响抗滑桩的长期抗滑效果。因此,开展对滑坡抗滑桩结构的长期防治效果评价具有重要的现实意义。本文以三峡库区侏罗系红砂岩为研究对象,通过运用室内试验、理论分析以及数值建模等多种手段研究了其宏细观蠕变特性以及渗透率演化特征,并基于数值方法建立了理想滑坡-抗滑桩结构模型,探讨了考虑周期性渗透压作用下滑坡抗滑桩体系的长期变形特征。主要研究成果如下:（1）通过渗流应力耦合三轴压缩试验揭示了红砂岩的变形破坏特征以及渗透特性。研究表明在库区滑坡较低应力环境下,围压对应力应变曲线的影响较明显,而渗透压对应力应变曲线的影响不显着;红砂岩的初始弹性模量和峰值强度随着围压的增加而增加。红砂岩的峰值强度随着渗透压的增加而降低。渗透压对红砂岩的初始弹性模量有显着影响。红砂岩渗透率的变化在初始变形和弹性变形阶段不明显,但在达到峰值强度后渗透率迅速增加。初始渗透率与围压和渗透压力密切相关。初始渗透率随渗透压的增加线性增加,随围压的增加呈指数下降。（2）改进了管网渗流模型,并基于颗粒流程序PFC2D研究了渗流应力耦合作用下红砂岩的变形破坏细观特征。研究表明根据微裂纹特征和应力应变曲线的特点,可以将红砂岩的应力-应变曲线分为三个阶段。其中微裂纹的萌生和扩展从第Ⅱ阶段开始出现。有效围压会对岩石破裂后的微裂纹数量产生显着影响。岩石在破坏后的宏观破裂面处会出现应力集中。该应力集中会对周围的渗流产生影响,应力集中的位置会使得模型的流管孔径降低从而影响渗流,但是随着围压的增加,应力集中效应变得不明显。岩石的渗透率演化与微裂纹密切相关,拉伸裂纹对渗透率的影响大于剪切裂纹。剪切带处的流速通常较大。（3）通过三轴渗流蠕变试验揭示了红砂岩在恒定渗透压和周期性渗透压下的蠕变特性以及渗透率演化特征。研究结果表明,红砂岩在高应力蠕变过程中会表现出明显的蠕变三阶段,即减速蠕变阶段、等速蠕变阶段和加速蠕变阶段。红砂岩的瞬时蠕变量于偏应力和渗透压呈正相关。周期性渗透压下红砂岩的轴向蠕变曲线与常渗透压下的蠕变曲线类似,而体积应变表现出随着渗透压的周期性变化而周期波动。在周期性渗透压作用下红砂岩蠕变量和蠕变速率均显着增大。随着渗透压周期性波动,红砂岩渗透率也表现出明显的周期性波动现象。周期性渗透压作用下红砂岩的长期强度较渗透压恒定条件时降低。（4）通过耦合应力腐蚀模型和改进管网模型,基于PFC2D研究了红砂岩渗流蠕变细观损伤特性,研究结果表明,岩石的蠕变曲线与微裂纹曲线具有相似的变化趋势。瞬时蠕变阶段,微裂纹迅速增长,随着蠕变进入减速蠕变阶段,微裂纹的增长速率降低,当蠕变进入稳态蠕变阶段时,微裂纹数量基本不再增加。周期性渗透压下岩石在各级偏应力蠕变后产生的微裂纹大于渗透压恒定时,周期性渗透压的作用使得岩石有效围压周期性变化,会进一步加剧岩石损伤。岩石在较低应力水平下发生蠕变时,由于微裂纹数量较少,模型渗透率主要受控于颗粒间管道的压缩,出现渗透率降低的现象,当应力水平较高时,模型中微裂纹数量较多,模型渗透率主要受控于微裂纹的扩展。（5）基于分数阶微积分理论建立了红砂岩的非线性蠕变本构模型。改进的弹性元件能够利用一组参数考虑不同应力水平下的瞬时变形,大大降低模型计算参数。有效应力原理考虑渗透压力对有效围压的影响,从而将渗透压引入蠕变模型。基于弹塑性力学理论,并采用Drucker–Prager屈服函数,将本文中一维渗流蠕变模型推广到三维模型,为该模型的工程应用提供理论依据。（6）基于FLAC3D对非线性蠕变模型二次开发,建立了理想滑坡抗滑桩模型,研究了周期性渗透压条件下抗滑桩及桩周岩体的应力及变形演化特征,研究结果表明,随着蠕变时间的增加桩周岩体的抗力逐渐降低,岩体变形最大值出现在桩前嵌固段顶部岩体,随着嵌固段深度的增加,岩体的蠕变变形和蠕变速率均减小。周期性渗透压作用下的岩体位移明显大于无渗透压作用下的岩体位移。随着蠕变时间的增加,抗滑桩的最大轴力有所降低。随着蠕变时间的增加,嵌固段抗滑桩弯矩逐渐降低,周期性渗透压条件下抗滑桩嵌固段的弯矩最大值高于无渗透压条件下的抗滑桩嵌固段弯矩最大值。
黄庆显[2]（2021）在《平顶山矿区典型深井巷道围岩内外承载协同控制研究》文中认为深部煤岩体的“三高两强”赋存环境给矿井巷道支护带来了严重不利影响,是业界一直关注的热点问题之一。作为我国典型深部矿区之一,平顶山矿区主力矿井开采深度已不同程度超过800 m,现有实践表明,深部巷道围岩松软破碎,具有变形大、流变性强等特点,采用浅部巷道的支护技术,巷道围岩难以保持长期稳定。因此,系统深化平顶山矿区深井巷道围岩控制技术的研究具有重要的理论价值和实际意义。本文综合采用现场实测、理论计算、数值模拟和工业性试验等方法,以提高围岩自承能力为核心,对围岩协同控制机理和关键技术进行了深入研究,可为深井巷道支护方式选择和技术参数设计提供参考和借鉴。主要研究成果如下:（1）明确了平顶山矿区主力生产矿井构造应力显着的地应力分布特征,掌握了深井巷道围岩结构特点和典型物理力学特性。结合围岩蠕变试验结果,推演了围岩蠕变等围压三维粘弹塑性本构模型并在多个矿井进行了普适性分析。原位实测分析了巷道围岩强度、内聚力和弹性模量衰减的时空演化特征,建立了围岩强度衰减模型,研究了侧压系数变化对巷道围岩应力演化及变形的影响,掌握了深井巷道全断面持续收缩、底鼓量和两帮移近量明显大于顶板下沉量的总体破坏特征,明确了巷道围岩主要承载区的位置（2.4-3.0m）与力学特性。（2）以深井巷道围岩内外承载结构协同承载、支护（力）协同作用、“支护—围岩”协同控制（“三协同”）为切入点,分别建立了围岩内外承载结构、支护（力）间协同作用和“支护—围岩”（粘）弹塑性“三区两圈”（弹性区-塑性区-破碎区,内承载圈-外承载圈）力学模型,研究了深井巷道内外承载结构协同作用机制及主要影响因素,明确了不同支护强度下深井巷道变形随支护时间的演变规律,揭示了平顶山矿区深井巷道围岩内外承载“三协同”控制机理,确定了协同支护合理的支护强度与时机。（3）根据平顶山矿区深井巷道变形破坏的主要影响因素,将平顶山矿区深井巷道分为高应力型、低强度型和复合型三类,明确了“协同支护构建承载结构,结构协同承载控制围岩变形”的控制思路,明确了以高强支护强化外承载结构、注浆改性内承载结构和卸压改善应力为主要途径的深井巷道承载圈层“强外稳内”控制对策。提出了以双层喷浆、锚杆-锚索（束）注浆、锚索棚支护、底板卸压为核心的四位一体关键支护技术,研发了配套材料及设备,探索完善了相应的注浆工艺措施,构建了协同作用效率评价方法,形成了深井巷道围岩内外协同承载控制技术体系。（4）结合热轧厚壁中空注浆锚杆、锚索和水泥注浆添加剂等新型材料大范围强力锚固的特点,针对高应力低强度复合型、低强度型、高应力型巷道围岩控制需求,基于深井巷道围岩内外承载协同控制技术体系确定了三类巷道合理的支护方式、参数及支护时机。实测掌握了矿区典型深井巷道围岩变形与破碎破裂区发育特征,建立了巷道表面围岩变形量和协同作用效率间的关系,提出了基于巷道掘前支护效果预估和掘后围岩变形预警的协同效率评价方法并指导巷道支护。上述研究成果在平顶山矿区一矿、四矿的典型深井巷道进行了工业性试验,结果表明,相关技术能有效提高内外承载结构的承载性能,三类巷道内外承载结构的协同作用效率分别达到86.33%、80.8%、86.05%,显着控制了围岩变形。该论文有图142幅,表20个,参考文献182篇。
王晓飞[3]（2020）在《深部巷道围岩粘塑性及大变形分析》文中研究说明随着矿山开采深度的增加而导致的工程事故增加和巷道建设的需要,对于巷道开挖和维护过程中出现的流变和大变形现象有必要进行理论分析,特别是在较软岩体中,很容易引起巷道结构失稳破坏。针对巷道出现的流变和大变形现象给出了相应的解析解或半解析解,得到了以下主要研究成果:（1）采用广义Bingham的弹粘塑性组合模型,推导获得了弹粘塑性组合模型的三维本构形式,结合非关联流动法则,分别采用MC和HB准则,建立了严格基于固体力学基本方程的圆形巷道围岩弹粘塑性应力和变形的解析表达式,通过MATLAB软件对f（t）隐式函数进行了求解,进而求得弹粘塑性MC和HB岩体中的应力和变形分布。（2）基于所获得的圆形巷道围岩弹粘塑性应力和变形解析解,进行了参数敏感性分析,得到了在不同支护力、泊松比、杨氏模量、粘性系数和剪胀角等参数条件下其应力和变形的规律特征:在相同的支护力条件下,HB准则对应的初始塑性区半径要比MC准则的大,且初始塑性区半径与支护力相关;初始塑性区随泊松比的增大而增大,粘塑性区半径随着泊松比的增大而减小;围岩中同一位置处径向和切向应力随杨氏模量的增大而减小,HB岩体受杨氏模量影响的程度大于MC岩体;围岩中同一位置处径向和切向应力随粘性系数增大而增大;围岩中同一位置处径向和环向应力随剪胀角增大而增大,剪胀角越小,粘塑性区发展的越快。（3）为了预测弹塑性耦合应变软化岩体中圆形巷道围岩的GRCs和塑性区,针对大变形问题,获得了圆形巷道围岩有限应变解析解。对考虑物质点位置运动的拉格朗日坐标进行了全面的分析。将解析解与数值解计算结果进行了分析对比,验证本文所提出的解析解的正确可靠性。最后,系统地研究了相关参数的影响,如杨氏模量、泊松比和膨胀角。提出的有限应变解更加合理,能够正确预测大变形地下工程的实际位移,特别是在高应力环境下的极软岩中,通过与中义隧道现场实验结果的对比,验证了该方法的有效性。（4）为了提高围岩特征曲线在巷道修复中的应用,提出了一种简单的方法。通过围岩特征曲线（GRC）可以预测具有任何力学行为的岩体的洞壁位移和塑性（残余）半径的变化。该方法与围岩力学行为无关,即可以适用于任何力学行为的岩体。该方法与先前发表的实例进行了比较。理论上可以确定所需间隙的临界开挖半径及其相应的塑性和残余半径。对于一个恒定的修复半径,随后的洞壁位移和塑性半径（以及残余半径）的增量逐渐减小,且上述三个变量趋于其临界值,即达到所需的净空半径。当岩体变得延性时,即临界塑性剪切应变从0增大到无穷大,塑性区和残余区的厚度减小。该论文有图77幅,表7个,参考文献166篇。
汪皓[4]（2020）在《突出煤层定向钻进随钻瓦斯参数动态反演及消突效果评价研究》文中指出煤与瓦斯突出是影响深部煤炭安全开采的主要灾害之一,随着采深的递增,地应力和煤层瓦斯参数也不断升高,加剧了煤与瓦斯突出的严重性。深部条件下,传统区域防突措施存在工期长、抽采效率低等问题,严重影响了煤矿的安全高效生产。为提高防突效率,一种大直径、远距离、高效率和低成本的定向钻进区域防突技术得到了发展,本文针对该技术在区域防突方面存在的钻孔参数设计理论依据不足、煤层瓦斯参数测定难、煤层消突评价方法不准确等难题,建立了考虑基质、裂隙应变的受载煤体双孔隙双渗透气固耦合模型,模拟分析并确定了抽采负压非定常分布下的大孔径多分支定向长钻孔布孔间距;建立并提出了煤层原位瓦斯参数反演的数学模型和方法,分析了煤层瓦斯参数区域差异性特征;建立并提出了煤层区域消突效果高效动态评价的模型和方法,并在薛湖煤矿现场进行验证,研究取得的主要成果如下:（1）探讨了抽采负压对瓦斯涌出的导流作用机制,建立了变质量瓦斯流在钻孔内流动时抽采负压压降微分方程,得到了抽采负压沿孔长方向的非定常分布模型,分析了钻孔抽采负压的衰减规律,结果表明:在已知钻孔抽采参数条件下,多分支定向梳状长钻孔孔内抽采负压变化规律符合指数函数形式。（2）基于多孔介质弹性理论、有效应力定律和吸附应变理论等理论,提出了影响煤基质应变的机械压缩系数和吸附系数,构建了考虑煤基质、裂隙变形受机械应变和吸附应变影响的受载煤体双孔隙双渗透模型,模拟了抽采负压非定常分布下大孔径多分支定向钻孔瓦斯涌出演化过程。结果表明:当抽采负压非定常分布时,定向钻孔各分支孔的瓦斯抽采有效影响半径沿孔长方向呈现逐渐减小趋势,并确定了试验煤层定向钻孔最优间距。（3）分析了钻进过程中煤屑及煤壁瓦斯涌出规律,建立了以钻孔瓦斯涌出量为基础的煤层瓦斯参数反演模型,提出了随钻测试煤层原位瓦斯压力和含量的反演方法,并进行现场应用,实现了煤层瓦斯参数测定结果的精细化和可视化。结果表明:煤层原位瓦斯参数分布不均匀,具有明显的区域差异性特征,数值上整体表现为正态分布,且反演计算误差在5.35%～18.18%之间,证明了反演模型的准确性和可靠性。（4）基于煤层原位瓦斯压力精细分布、煤层瓦斯抽采演化过程及瓦斯抽采总量,建立了煤层消突效果高效动态评价模型,并进行现场验证。结果表明:传统的煤层区域消突达标评判方法在计算煤层瓦斯总量、瓦斯抽采达标总量、抽采达标率和确定抽采达标时间上均存在较大的误差,无法保证在规定的时间内实现煤层全部抽采达标,而由新模型的计算结果与现场实际更接近,可靠性更高。本文的研究成果对于加强煤层瓦斯参数精细化和可视化研究、完善区域防突理论与技术、实现煤与瓦斯突出精准防控具有重要的理论意义和实践价值。该论文有图221幅,表17个,参考文献221篇
孙元田[5]（2020）在《深部松散煤体巷道流变机理研究及控制对策》文中研究表明随着煤炭资源开采深度的增加,大量深部煤层巷道变形的时间效应显现加剧。对于围岩强度极低的松散煤层巷道,流变大变形现象十分普遍。鉴于此,本文紧紧围绕松散煤体巷道流变问题,采用人工智能、室内实验、理论分析、工程调研、数值计算及现场试验相结合的研究方法,基于煤岩参数反演模型,实验室构建了等效松散煤体试样,揭示了松散煤体的流变特性,建立了符合该类煤体的流变模型,反演了巷道煤体流变参数并揭示了巷道流变机理,提出了旋喷注浆加固松散煤体的控制对策并试验其可行性,探索了旋喷加固技术抑制巷道流变机理,为研究与治理松散煤体巷道提供了新的思路。本文的主要研究内容和成果如下:（1）搭建了煤岩体参数反演的算法模型。在分析参数的反演必要性前提下,采用人工智能手段对本文松散煤体研究涉及的两类物理力学参数即“构建参数”和“流变参数”进行反演模型搭建。将机器学习的支持向量机算法和高效寻优的生物启发式天牛须算法有机结合起来,进一步的建立起基于天牛须搜索的进化支持向量机参数反演模型（BAS-ESVM）,确定了该模型反演实现的主要步骤。其中天牛须算法不仅对支持向量机的参数（核参数和罚参数）进行调优形成进化支持向量机（ESVM）,还对待反演参数进行寻优输出。利用该模型对室内煤体构建的参数和巷道煤体的流变参数进行了精确反演。（2）提出了室内构建煤试件等效于现场松散煤体的方法。鉴于典型的松散煤层实际赋存状态,常规手段难以对其开展煤岩物理力学试验。该法以松散煤体坚固性为纽带,旨在将室内的成型煤体的孔隙率和强度与现场煤体孔隙率和强度等效。实验室测定了现场煤体的孔隙率（9.8%）和坚固性系数的反算强度（2.5MPa）,并提出了成型煤体的孔隙率测定方法。理论分析确定了“成型压力、成型时间和成型水分（含水率）”为煤体成型过程中的关键影响参数,确定了煤体成型工艺并分析了成型机理及影响成型效果的因素,得到了煤体成型过程中的三阶段曲线即“初始压密变形、塑性变形及弹性变形阶段”。通过试验得到成型煤体的孔隙率和强度样本数据,揭示了成型煤体破坏的五阶段曲线即“孔隙裂隙压密、弹性变形、稳定破裂、加速破坏和峰后破坏阶段”。基于“BAS-ESVM”模型反演得到了现场原煤孔隙率和强度下的实验室型煤体构建参数即成型压力23.7MPa,成型时间33.5 min,含水率4.82%。按照该参数成功建立起试验煤体,成型煤体测试强度为2.52 MPa,孔隙率为10%,与原煤高度接近,验证了该模型和参数的合理准确性。（3）揭示了松散煤体流变特性并建立了相适应的流变模型。基于已构建的高度等效现场的松散煤体试样,采用分级加载方法,测得其单轴流变全过程蠕变曲线,揭示了松散煤体的流变变形特性即松散煤体存在“瞬时变形、减速蠕变、等速蠕变及加速蠕变阶段,卸载后存在残余变形”。得到了试样轴向四阶段应力应变规律即“孔隙裂隙压密阶段、线性变形阶段、裂隙孔隙发育阶段、加速破坏阶段”,分析了蠕变煤体受长时蠕变损伤下的等时应力应变曲线和瞬时加载变形模量规律。在松散煤体流变元件模型选取原则指导下,提出了适合松散煤体流变特征的改进型CVISC流变模型,推导了相关蠕变方程及其差分形式。提出了对添加的粘性单元参数计算方法,对松散煤体的流变参数进行了辨识,后经数值模型分析,验证了所提出模型的合理与正确性。（4）反演了深部巷道松散煤体流变参数并揭示了巷道流变机理。基于一个具有典型流变性质的松散煤层巷道工程案例,分析了其流变规律即该松散煤巷具有“前期减速大流变和后期等速大流变”特征,确定了帮部软弱松散煤体长时流变是巷道失稳破坏的关键因素。理论分析选取了适合松散煤体的流变模型及相关流变参数的取值范围,通过正交流变参数组合设计,并经三维巷道数值模拟计算,得到含有时间序列的巷道位移。基于现场流变位移数据,通过“BAS-ESVM”模型反演得到了实测变形下的巷道煤体流变参数,经正算验证了所反演的流变参数及整体模型的建立是合适与正确的。进一步,通过对该流变巷道围岩水平与垂直位移、最大主应力与最小主应力、塑性区扩展随时间的演化规律分析,揭示了松散煤体巷道的不稳定变形时间长,煤体内高应力积聚,塑性区扩展范围远超支护范围等破坏机理。（5）提出了高压旋喷加固流变巷道的技术对策并试验其对松散煤体的扩孔成桩效果。理论分析了控制流变巷道的根本是提高松散煤体的自身性质,探索性的提出通过高压旋喷技术深度改性松散煤体,从而抑制巷道流变。深入分析了高压旋喷的“剪切、拉伸及内损伤”破煤机理,讨论了高压射流在煤体中扩孔范围与关键影响因素,分析了水泥浆旋喷成桩作用与改性固结煤体机理。讨论了旋喷技术在深部松软煤层适用的可行性,计算选取了旋喷相关设备,分析了射流流量及压力对煤体作用,并在地面预先验证了设备和参数设置合理性。确定了两套旋喷工艺及流程,现场试验结果显示高压旋喷射流技术对坚硬的泥岩体扩孔范围有限,而对松散煤体扩孔成桩效果较好,尺寸在400 mm～500 mm左右,满足预加固支护要求,但也仍需优化选取试验地点和部分旋喷参数。（6）探索了旋喷加固控制松散煤巷方案并分析了其抑制流变机理。基于旋喷注浆成型桩体在松散煤层中的存在状态,实验室内构建了旋喷煤浆固结体,理论计算确定了煤与水泥浆液的合理比例为1.3,设计了煤浆混合物并测定了其坍落度。从宏观微观角度试验分析了水泥浆对煤体的改性作用,认为煤浆固结体是介于混凝土和煤体之间的在强度和延展性上具有优异性能的复合材料,试验确定了该材料力学参数的尺寸效应和抗流变的特性。提出了旋喷注浆加固巷道的设计思路、原则和关键技术,建立了以“旋喷改性加固为主体,联合喷射混凝土和U型棚强化”的松散煤层巷道控制方案并确定了相关参数,概括为“浅表改性、预先加固、提高承载、边放边抗、柔中有刚、多重支护”的基本控制思想。建立了含有旋喷加固体的三维数值模型,合理选取了本构模型和相关参数。探索了两种旋喷方案在巷道流变变形抑制、围岩应力优化及塑性区扩展控制上的机理,综合对比分析认为旋喷注浆加固松散煤体技术可以明显降低顶板和帮部变形,最大分别减小69%和78%;减少巷道稳定时间,从60天减少至15天;优化围岩应力,应力集中系数可最大降低35%;大幅度减小围岩塑性区,顶板塑性区范围减小84%,帮部塑性区范围最大降低42%;对松散煤巷流变的研究与治理进行了新的尝试并提供了新的思路。该论文有图130幅,表39个,参考文献282篇。
王晨炟[6]（2020）在《剪切蠕变作用下锚固岩体锚杆预应力损失规律研究》文中认为为研究深部节理岩体锚杆预应力损失规律,采用相似材料模拟加锚节理岩体在沿节理面剪切蠕变作用下的预应力损失,通过采用灰色条带法对不同影响因素下预应力损失的敏感性进行分析,找出敏感性参数最大的影响因素,代入复合流变模型中,构建描述锚杆预应力损失与岩体剪切蠕变耦合的本构模型,并求解出相关方程。对预应力锚杆锚固效应进行分析,基于锚-浆界面局部变形理论,修正并建立了预应力锚杆锚固段轴力传递规律双曲线函数并对其影响因素进行了分析。利用数值试验对加锚全贯通节理岩体剪切蠕变变形与锚杆预应力损失耦合效应进行分析。得到的结论如下:（1）预应力初始值、岩体强度和锚杆直径作为影响因素下的锚杆预应力损失曲线均包含预应力急剧下降、预应力波动和预应力稳定三个阶段。（2）相较于锚杆直径和岩石强度,预应力初始值的敏感性系数最大为0.77,即为对预应力损失最大的影响因素。（3）通过室内试验验证复合流变模型的准确性,并说明该模型优于传统模型。从而为研究锚杆预应力损失提供理论依据,为岩体稳定加固提供新思路。（4）根据试验过程中锚杆受力特征,基于锚-浆界面局部变形理论,修订了轴力传递规律双曲线函数,研究分析锚杆弹模E、半径r、长度l以及虚拟系数T对轴力分布的影响。阐明了加锚岩体蠕变变形与锚杆预应力损失耦合效应机理,建立了加锚岩体蠕变变形与锚杆预应力损失耦合效应蠕变模型并得到了模型相关参数,提出了锚杆预应力损失计算方法。（5）通过数值模拟对剪切蠕变试验全过程进行了模拟试验,利用数值试验对加锚全贯通节理岩体剪切蠕变变形与锚杆预应力损失耦合效应进行分析。该论文有图59幅,表11个,参考文献70篇。
李松[7]（2019）在《高地应力环境下炭质板岩流变力学特性与硐室围岩大变形控制》文中进行了进一步梳理随着基础设施建设的发展,高速公路和铁路不断向西部山区发展,高海拔地区山岭隧道围岩大变形问题变得常见,围岩发生大变形是与岩体本身岩性、地质赋存条件和地应力条件等因素有关的复杂力学行为,复杂的地下环境给研究工作带来困难,对隧道围岩大变形力学规律及其支护措施的研究目前仍具有重要意义。论文以丽香铁路长坪隧道炭质板岩地层围岩大变形为背景,开展炭质板岩物理力学试验和高围压条件下的加卸载流变力学试验,构建与炭质板岩蠕变特性相适应的硬化损伤蠕变模型,对蠕变模型进行FLAC3D二次开发,并结合长坪隧道围岩大变形处置试验监测结果进行支护方案优化和围岩长期稳定性数值分析,论文的主要研究工作如下:（1）设置0MPa、10MPa、20MPa、30MPa、40MPa五种不同围压,分别对干燥和饱和炭质板岩试样进行三轴压缩强度试验,分析试样的应力应变曲线特征,并分析饱水条件和围压条件对试样的弹性模量、泊松比、摩擦角和粘聚力等力学参数的影响。对干燥和饱和炭质板岩试样进行巴西劈裂试验,获取干燥和饱和试样的抗拉强度。分别对炭质板岩饱和试样进行单轴和40MPa围压条件下的循环加卸载试验,获取不同应力水平下试样的弹性模量和塑性应变的变化规律。（2）设置0MPa、20MPa、40MPa三种不同围压,对炭质板岩饱和试样分别进行分级加载和分级加卸载流变试验,分析不同应力水平下试样的蠕变和蠕变速率发展规律。对加卸载流变曲线进行应变分离,分析不同应力水平下试样的弹塑性应变和粘弹塑性应变的变化规律,进一步结合等时应力应变曲线建立相适应的非线性硬化损伤蠕变模型。基于蠕变模型的本构方程推导一维蠕变方程,并引入屈服函数进一步推导其三维蠕变方程,通过origin对蠕变模型进行参数辨识,验证蠕变模型的适用性,并进一步分析不同参数对模型的蠕变、蠕变速率和加速蠕变的影响规律。（3）依据流变试验所建立的蠕变模型,基于FLAC3D中的CVISC模型构建相对应的非线性硬化损伤蠕变模型-HDCVISC,通过设置三重应力面建立蠕变下限、长期强度和强度的关系,推导不同应力状态下的三维蠕变差分方程,在Visual Studio 2010 C++开发环境下,对HDCVISC模型进行二次开发,并利用HDCVISC模型进行三轴压缩蠕变数值模拟试验,对比室内试验蠕变曲线和模拟蠕变曲线,验证HDCVISC模型二次开发的有效性,同时进一步分析模型对损伤变量和弹塑性状态的响应效果。（4）针对依托工程长坪隧道现场施工中发生的围岩大变形及支护结构破坏情况,分析围岩大变形产生的原因,并对长坪隧道斜井工区大变形试验段进行围岩位移和支护结构应力监测,同时利用发明的孔隙水压力装置对衬砌水压力进行监测,分析大变形支护方案对围岩位移控制的效果,并结合监测结果分析大变形试验段的围岩压力分布和支护结构受力特点,据此提出相应的设计和施工改进措施。（5）进行隧道衬砌混凝土氯盐侵蚀试验,获取混凝土抗压强度与侵蚀时间的变化规律,建立能反映混凝土侵蚀时效的CEMC模型,并对CEMC模型进行FLAC3D二次开发。根据依托工程建立长坪隧道数值模型,通过数值模拟分析原支护方案和大变形支护方案的不足,并模拟分析钢纤维混凝土（SFRC）衬砌材料和断面参数优化对围岩位移的控制效果。利用CEMC模型对隧道支护结构的长期稳定性进行模拟分析,分析钢纤维混凝土（SFRC）的侵蚀效应和地下水的渗流效应对支护结构安全和围岩长期稳定性的影响。
胡波[8]（2019）在《高温后砂岩流变力学特性及渗透演化规律研究》文中指出深部地下资源开采和空间利用,诸如煤炭和金属矿物资源开采、地热能开采、核废料地下处置和地下煤气化等工程逐渐成为采矿和岩土工程领域的研究热点和难点。目前主要面临的巨大挑战来自于深部高地应力、高温环境以及不连续结构面对岩石工程长期稳定性以及渗透性的影响。因此,探究这些因素对岩石的长期力学行为的影响规律和内在机制具有十分重要的理论价值和实践意义,故而有必要开展高应力、高温和裂隙对岩石流变力学特性和渗透性影响的基础研究。此外,基于试验规律的数值模拟和理论模型为预测岩石工程长期稳定性提供了巨大便利。鉴于此,本文采用室内试验研究、数值模拟和理论分析的手段对高温作用后砂岩和含不同倾角初始裂隙砂岩的流变力学特性以及流变过程中渗透率的演化特征进行了研究。建立了考虑温度和裂隙倾角影响的非线性弹-粘-塑性流变损伤模型,基于孔隙度和应力与渗透率的理论模型建立了流变-渗透率关系,最后基于试验结果对提出的理论模型进行了验证。主要研究内容和成果如下:（1）对不同高温作用后的砂岩进行了拉伸强度、断裂韧度、单轴和三轴压缩强度及渗透率测试试验,分析了高温对砂岩基本变形和强度参数以及破坏模式的影响规律并得到了定量关系,从微观结构变化及矿物组分变化角度解释了高温作用机理,还对完整砂岩和预制不同初始倾角的单裂隙砂岩进行了单轴、三轴压缩和渗透试验,得到了围压和裂隙倾角对砂岩变形、强度和破坏的影响规律及定量关系。（2）采用三轴流变仪对高温作用后的砂岩和含不同倾角预制裂隙砂岩进行了总时长近220天的分级加载和循环加卸载流变-渗透试验,对比了不同加载方式下砂岩的蠕变特征,分离了瞬时弹性、瞬时塑性、粘弹性和粘塑性变形,获得了温度、应力、裂隙倾角对砂岩流变特性的影响规律及相关定量关系,探讨了流变过程中渗透率演化趋势。（3）基于高温后砂岩和裂隙砂岩的常规三轴压缩和流变压缩试验结果,采用颗粒流离散元程序模拟了试样变形、强度和破坏特征,得到了细观接触模型参数和宏观力学参数的定量关系。（4）基于循环加卸载流变试验分离的不同类型应变提出了可以描述相应变形的非线性流变模型,提出的基于应变能的流变损伤模型可以描述加速流变,利用有效应力原理和应变等效原理提出了考虑初始裂隙倾角影响的流变模型,分析了高温对流变模型参数的影响规律并提出考虑高温影响的非线性流变损伤模型,最后,基于孔隙度和应力与渗透率的关系,建立了流变-渗透率模型并对提出的模型进行了验证。该论文有图132幅,表34个,参考文献281篇。
包思远[9]（2019）在《小煤柱流变失稳研究及应用》文中认为冲击地压是煤矿重大灾害之一。目前我国冲击地压防治工作仍然面临严峻的形势,冲击地压事故并没有得到有效遏制。最近几年,大多数学者已经开始注意冲击地压的时间效应问题,但相关研究理论并不完备。冲击地压的时间效应问题,实际上是冲击地压孕育过程问题。煤柱失稳而诱发的煤柱冲击地压在冲击地压事故中占有一定的比例,合理留设煤柱是一项十分有效的冲击地压区域防治措施。冲击地压矿井在进行工作面采掘部署时,应优先选择无煤柱或小煤柱护巷布置巷道。由于小煤柱更易于发生流变变形,仍然存在发生煤柱冲击的可能性。因此,研究小煤柱流变失稳对于防治冲击地压具有重要的理论意义和实用价值。本文采用理论研究与工程实际相结合的研究方法对小煤柱流变失稳进行研究。基于八种典型组合元件流变模型的深入分析,对六元件组合流变模型在不同应力条件下恒应力蠕变和等速流变的应力、应变、应变率和能量变化规律进行了深入研究。结果表明,无论是恒定应力下的蠕变还是等速流变,前期阶段主要是弹性元件发生变形,后期阶段主要是非弹性元件发生变形,非弹性应力、非弹性应变、非弹性能量增量增加得较明显。恒定应力蠕变和等速流变的不同,在于能量增量的变化率不一样,恒定应力蠕变时,能量增量的变化率逐渐减小,而等速流变的情况下,能量增量变化率逐渐增大。采用六元件组合流变模型分析小煤柱冲击地压的孕育过程。小煤柱冲击地压发生前的孕育过程中,弹性元件应变能构成总能量的累积,粘性元件耗散能消耗于煤体损伤过程中。冲击孕育的前期以能量累积为主,后期以能量耗散为主。揭示了小煤柱流变失稳机理,建立了判别准则。在低载荷条件下,小煤柱内的应力小于抗压强度,流变速率较小,需要较长时间流变变形,强度逐渐降低,煤柱-顶板变形系统才能达到非稳定平衡状态,遇外部扰动而发生冲击地压;在高载荷条件下,小煤柱内的应力大于抗压强度,流变速率较大,只需要较短时间的流变变形,煤柱-顶板变形系统始终处于非稳定平衡状态,遇外部扰动而发生冲击地压。得到了小煤柱冲击地压滞后时间的解析解。小煤柱冲地压滞后时间是与顶板弹性模量、流变速率和初始应力有关,在高载荷力和低载荷条件下,冲击地压滞后时间随顶板弹性模量和流变速率的增大而减小,但是存在一个极限值,超过此极限值,煤柱冲击地压不存在滞后时间,直接发生冲击地压。在顶板弹性模量相同的情况下,冲击地压滞后时间随应力增大而减小。在流变速率相同的情况下,冲击地压滞后时间随应力增大而减小。顶板越坚硬,冲击地压滞后时间越短。该论文有图46幅,表2个,参考文献86篇。
金德海[10]（2019）在《山区高填方地基工后沉降机理及预测方法研究》文中指出目前我国西南山区正在大量修建高填方工程,通常会遇到土石方工程量巨大、顺坡填筑稳定和变形等挑战。其中以变形问题难度最大,尤其是工后沉降预测与控制。本文通过室内试验、现场试验与实测、本构模型和数值模拟等方法,系统地研究了高填方地基的长期变形特性,并提出一套系统的参数反分析方法用于山区高填方地基的工后沉降预测。取得的主要研究成果如下:（1）通过比选确定了接近砂岩力学特性的3D打印方法,并提出了模拟天然粗粒料变形特性的可行试验方法。3D打印技术能制作性质均一且形状统一的类砂岩颗粒,而且能设定颗粒尺寸、预设颗粒内部的裂缝以及给颗粒上色,这些优势可以帮助研究者更好地开展关于蠕变过程中颗粒破碎细观机理的研究。（2）基于3D打印技术开展了两类室内试验:1)通过对3D打印圆盘形状颗粒进行两点加载试验,研究了颗粒应力水平、预设裂缝长度、力与裂缝夹角对其蠕变特性的影响,进而提出颗粒聚合体中蠕变变形的简化计算方法;2)通过对预设裂缝与不预设裂缝3D打印天然形状颗粒试样、以及天然石灰岩碎石试样进行侧限压缩蠕变试验,发现在研究的竖向应力范围内,这三种试样均展现出相似的颗粒破碎模式,即颗粒整体破碎并不显着,而占主导的是颗粒边角破碎及表面磨损。（3）通过分析不同粗粒料大型三轴蠕变试验结果,揭示了应力状态（围压与偏应力水平）对Burgers模型主要参数的影响,进而提出能够考虑应力状态对粗粒料蠕变特性影响的修正Burgers模型;同时基于Kachnov损伤理论,提出能反映粗粒料加速蠕变特性的非线性弹性损伤体,并在模型中实现。通过对比粗粒料蠕变实验结果,验证了所提模型的有效性。（4）提出了一种针对高填方工后沉降预测的两阶段反分析方法。该方法的第一阶段是通过改进加权平均法来快速确定精确解大致所在的区域;该方法的第二阶段采用自适应响应曲面法搜索满意解,并能够自动实现探测域移动、收缩或扩展。通过构建两个已知精确解的算例,并且与其他反分析方法进行对比,验证了两阶段反分析方法具有更高的计算效率。该方法进而被用于茅台机场高填方及贵州盘县大型原位蠕变试验的工后沉降预测与分析。
二、煤岩的改进广义弹粘塑性模型分析（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、煤岩的改进广义弹粘塑性模型分析（论文提纲范文）
（1）周期性渗透压作用下侏罗系红砂岩宏细观蠕变特性研究（论文提纲范文）
| 作者简历 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题的来源、目的和意义 |
| 1.2 选题的国内外研究现状 |
| 1.2.1 岩石渗流应力耦合特性研究现状 |
| 1.2.2 岩石蠕变力学特性研究现状 |
| 1.2.3 渗流应力耦合作用下岩石蠕变特性研究现状 |
| 1.3 存在的问题及发展趋势 |
| 1.4 主要研究内容、技术路线和创新点 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 1.4.3 创新点 |
| 第二章 渗流应力耦合下红砂岩三轴压缩特性试验研究 |
| 2.1 试验方法与步骤 |
| 2.1.1 取样位置及材料特性 |
| 2.1.2 实验仪器装置 |
| 2.1.3 试验方案及过程 |
| 2.2 渗流应力耦合下红砂岩力学特性 |
| 2.2.1 应力应变曲线特征 |
| 2.2.2 强度参数及破坏特征 |
| 2.3 渗流应力耦合下渗透率特性 |
| 2.3.1 渗透率演化特征 |
| 2.3.2 初始渗透率特征 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 渗流应力耦合下红砂岩变形破坏细观数值研究 |
| 3.1 水力耦合模型建立 |
| 3.1.1 改进管网渗流模型 |
| 3.1.2 数值建模及验证 |
| 3.2 红砂岩损伤破坏特征 |
| 3.2.1 裂纹扩展规律 |
| 3.2.2 裂纹统计及破坏模式 |
| 3.3 渗透率演化细观特征 |
| 3.3.1 渗透率演化特征 |
| 3.3.2 变形破坏过程细观渗流分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 周期性渗透压下红砂岩蠕变特性试验研究 |
| 4.1 试验设计及方案 |
| 4.2 蠕变曲线的温度修正 |
| 4.3 红砂岩蠕变特性 |
| 4.3.1 蠕变变形 |
| 4.3.2 蠕变速率 |
| 4.3.3 破坏特征 |
| 4.4 渗透率演化规律 |
| 4.5 红砂岩长期强度 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 周期性渗透压下红砂岩蠕变特性细观数值研究 |
| 5.1 应力腐蚀(PSC)模型 |
| 5.1.1 模型基本原理 |
| 5.1.2 模型实现方式 |
| 5.2 渗流蠕变细观数值模型 |
| 5.2.1 PSC与改进管网模型耦合 |
| 5.2.2 模型参数校正 |
| 5.3 蠕变损伤特征 |
| 5.3.1 损伤演化特征 |
| 5.3.2 蠕变破坏特征 |
| 5.4 模拟渗流特征 |
| 5.4.1 渗透率演化特征 |
| 5.4.2 细观渗流分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 红砂岩非线性蠕变本构模型研究 |
| 6.1 分数阶微积分理论 |
| 6.2 非线性粘弹塑性蠕变模型 |
| 6.2.1 非线性弹性模型 |
| 6.2.2 Abel元件及扩展模型 |
| 6.2.3 红砂岩非线性蠕变模型 |
| 6.3 考虑渗透压作用的红砂岩非线性蠕变模型 |
| 6.3.1 考虑渗透压作用的蠕变模型 |
| 6.3.2 三维蠕变模型及有限差分格式 |
| 6.4 非线性蠕变模型验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 周期性渗透压作用下岩石蠕变对抗滑桩抗滑效果影响研究 |
| 7.1 非线性蠕变模型的FLAC~(3D)程序实现与验证 |
| 7.1.1 FLAC~(3D)蠕变模型的二次开发 |
| 7.1.2 三轴蠕变算例验证 |
| 7.2 理想边坡数值模型建立 |
| 7.2.1 几何模型的建立 |
| 7.2.2 模型参数设定 |
| 7.3 抗滑桩及桩周岩体变形演化特征 |
| 7.3.1 桩周岩体应力及变形特征 |
| 7.3.2 抗滑桩变形演化特征 |
| 7.3.3 抗滑桩嵌固段内力分布特征 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（2）平顶山矿区典型深井巷道围岩内外承载协同控制研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状与存在不足 |
| 1.3 研究目标和内容 |
| 1.4 主要创新点 |
| 2 矿区典型深井巷道工程地质特征 |
| 2.1 生产条件与地质特征 |
| 2.2 典型巷道围岩结构与力学特性 |
| 2.3 围岩蠕变特性 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 深井巷道围岩承载特性演化特征 |
| 3.1 围岩强度时空演化特征原位实测 |
| 3.2 深井巷道围岩应力演变规律 |
| 3.3 深井巷道围岩变形特征 |
| 3.4 深井巷道围岩承载特性 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 深井巷道围岩内外承载协同控制机理 |
| 4.1 内外承载结构协同控制理念及力学模型 |
| 4.2 巷道围岩内外承载“三协同”作用机理 |
| 4.3 巷道围岩协同控制支护强度与时机 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 深井巷道围岩内外承载协同控制技术 |
| 5.1 平顶山矿区巷道围岩稳定影响因素及分类 |
| 5.2 不同支护方式下内外承载结构演变特征 |
| 5.3 深井巷道围岩协同承载控制思路与对策 |
| 5.4 内外承载结构协同控制效果 |
| 5.5 围岩内外协同承载控制效果评价方法及技术体系 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 深井巷道围岩内外承载协同控制工业性试验 |
| 6.1 平煤一矿千米埋深复合型巷道协同控制方案及应用 |
| 6.2 平煤四矿低强度型巷道协同控制方案及应用 |
| 6.3 平煤四矿高应力型巷道协同支护方案及应用 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 主要结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（3）深部巷道围岩粘塑性及大变形分析（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 研究现状总结 |
| 1.4 论文主要研究内容及技术路线 |
| 2 弹粘塑性巷道围岩的理论分析 |
| 2.1 问题描述 |
| 2.2 弹粘塑性模型本构推导 |
| 2.3 MC弹粘塑性岩体解析解 |
| 2.4 HB弹粘塑性解析解 |
| 2.5 计算过程总结 |
| 2.6 MC和HB岩体弹粘塑性解的分析与验证 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 圆形巷道围岩应变软化问题的有限应变解 |
| 3.1 理论背景 |
| 3.2 弹性区的应力和位移 |
| 3.3 塑性区的应力和位移 |
| 3.4 计算过程总结 |
| 3.5 解的验证 |
| 3.6 参数敏感性分析 |
| 3.7 应用 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 基于围岩特征曲线的强挤压巷道修复 |
| 4.1 围岩与支护的共同作用原理 |
| 4.2 巷道修复地面响应的实现 |
| 4.3 分析与比较 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 不足和展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（4）突出煤层定向钻进随钻瓦斯参数动态反演及消突效果评价研究（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 存在问题及不足 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 研究方法及路线 |
| 2 定向钻孔孔内负压分布规律研究 |
| 2.1 抽采负压对瓦斯流动的影响 |
| 2.2 钻孔抽采负压损失分析 |
| 2.3 钻孔负压分布模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 定向钻孔瓦斯抽采效果数值模拟 |
| 3.1 煤体物理结构的简化及假设 |
| 3.2 含瓦斯煤气固耦合模型的建立 |
| 3.3 定解条件 |
| 3.4 模型建立 |
| 3.5 定向钻孔单孔和全孔瓦斯抽采效果模拟分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 定向钻进随钻瓦斯参数动态反演模型研究 |
| 4.1 煤屑瓦斯放散机理 |
| 4.2 孔壁瓦斯流动机理 |
| 4.3 随钻瓦斯参数动态反演模型建立 |
| 4.4 随钻瓦斯参数动态反演方法 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 定向钻进随钻瓦斯参数动态反演结果分析 |
| 5.1 定向钻进系统介绍 |
| 5.2 工作面概况 |
| 5.3 定向钻进随钻瓦斯参数动态反演 |
| 5.4 随钻煤层瓦斯参数动态反演结果验证 |
| 5.5 随钻煤层瓦斯参数动态反演结果分析 |
| 5.6 煤层瓦斯参数分布规律分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 煤层区域消突效果及评价研究 |
| 6.1 煤层区域消突效果规律研究 |
| 6.2 煤层区域消突效果评价研究 |
| 6.3 定向钻进区域消突技术经济性分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 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）深部松散煤体巷道流变机理研究及控制对策（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 目前研究存在的不足 |
| 1.4 研究内容与方法 |
| 2 煤岩体参数反演的算法及模型 |
| 2.1 参数反演的意义及对象 |
| 2.2 支持向量机原理 |
| 2.3 天牛须算法原理 |
| 2.4 进化支持向量机(ESVM) |
| 2.5 煤岩参数反演的BAS-ESVM模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 实验室构建等效松散煤体 |
| 3.1 典型松散煤层实际赋存状态 |
| 3.2 成型煤体等效于现场松散煤体的方法 |
| 3.3 原煤分筛与含水率测定 |
| 3.4 实验室成型煤体及样本构建 |
| 3.5 基于BAS-ESVM反演模型构建等效型煤 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 松散煤体流变特性与模型研究 |
| 4.1 煤体试样单轴流变试验 |
| 4.2 流变特性试验结果与分析 |
| 4.3 松散煤体蠕变方程的建立 |
| 4.4 松散煤体流变模型参数辨识 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 深部巷道松散煤体流变参数反演与机理分析 |
| 5.1 典型松散煤巷流变工程案例 |
| 5.2 基于BAS-ESVM模型的巷道煤体流变参数反演 |
| 5.3 流变参数反演结果分析 |
| 5.4 松散煤体巷道流变失稳演化机理研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 高压旋喷加固松散煤体现场试验研究 |
| 6.1 高压旋喷注浆破煤与加固机理 |
| 6.2 高压水平旋喷扩孔成桩现场试验 |
| 6.3 试验结果与分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 煤巷旋喷加固数值模拟研究 |
| 7.1 煤浆固结体物理力学性质测试 |
| 7.2 高压旋喷加固技术方案初步设计 |
| 7.3 旋喷加固巷道数值模型建立 |
| 7.4 旋喷加固控制巷道流变机理分析 |
| 7.5 旋喷加固技术方案优化及控制效果分析 |
| 7.6 支护方案的综合对比分析 |
| 7.7 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（6）剪切蠕变作用下锚固岩体锚杆预应力损失规律研究（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 本文主要研究内容和工作 |
| 1.4 技术路线 |
| 2 加锚节理岩体剪切蠕变试验研究 |
| 2.1 岩石的蠕变特性 |
| 2.2 流变模型理论 |
| 2.3 蠕变试验研究 |
| 2.4 试验结果及分析 |
| 2.5 预应力损失影响因素分析 |
| 2.6 耦合本构模型 |
| 2.7 模型验证及应用 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 预应力锚杆锚固效应分析 |
| 3.1 Flac3d模拟软件介绍 |
| 3.2 基于锚杆-浆体局部变形理论锚杆轴力传递规律研究 |
| 3.3 预应力锚杆轴向受力分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 加锚节理岩体蠕变变形与锚杆预应力损失耦合效应研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 加锚节理岩体蠕变变形与锚杆预应力损失耦合效应模型研究 |
| 4.3 加锚节理岩体剪切蠕变变形与锚杆预应力损失耦合效应 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论和展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（7）高地应力环境下炭质板岩流变力学特性与硐室围岩大变形控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 岩石流变试验研究进展 |
| 1.3 岩石流变本构关系及数值模型研究现状 |
| 1.3.1 岩石流变本构关系研究现状 |
| 1.3.2 蠕变数值模型二次开发研究现状 |
| 1.4 隧道围岩大变形控制研究现状 |
| 1.5 主要研究内容与研究路线 |
| 1.5.1 主要研究内容 |
| 1.5.2 研究路线 |
| 第二章 炭质板岩物理力学试验 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 三轴压缩试验 |
| 2.2.1 试样制备 |
| 2.2.2 试验方案 |
| 2.2.3 应力应变特征 |
| 2.2.4 强度参数分析 |
| 2.2.5 试样破坏形态 |
| 2.3 巴西劈裂试验 |
| 2.3.1 试验方案 |
| 2.3.2 试验结果 |
| 2.4 循环加卸载试验 |
| 2.4.1 试验方案 |
| 2.4.2 试验结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 炭质板岩流变力学试验及蠕变模型 |
| 3.1 试验方案 |
| 3.2 分级加载和分级加卸载流变试验 |
| 3.2.1 分级加载蠕变试验 |
| 3.2.2 分级加卸载蠕变试验 |
| 3.2.3 应变分量分析 |
| 3.2.4 等时应力-应变关系 |
| 3.3 非线性蠕变模型与参数辨识 |
| 3.3.1 蠕变模型的建立 |
| 3.3.2 蠕变本构方程 |
| 3.3.3 三维蠕变方程 |
| 3.3.4 蠕变模型参数辨识 |
| 3.3.5 参数影响规律分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 硬化损伤蠕变模型FLAC3D二次开发 |
| 4.1 硬化损伤蠕变模型的差分形式 |
| 4.1.1 FLAC3D蠕变模型的构建 |
| 4.1.2 受力与变形一般表达式 |
| 4.1.3 三维蠕变差分方程 |
| 4.1.4 关于粘塑性应变和损伤变量 |
| 4.2 HDCVISC模型FLAC3D二次开发 |
| 4.2.1 FLAC3D二次开发的方法 |
| 4.2.2 自定义模型编写过程 |
| 4.2.3 核心程序 |
| 4.3 模型验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 高地应力炭质板岩地下硐室围岩大变形控制 |
| 5.1 工程概况 |
| 5.1.1 水文地质条件 |
| 5.1.2 原设计支护结构 |
| 5.1.3 围岩大变形情况 |
| 5.2 围岩大变形特征与成因分析 |
| 5.2.1 围岩大变形特征 |
| 5.2.2 围岩大变形成因 |
| 5.3 围岩大变形处置试验 |
| 5.3.1 试验段支护结构 |
| 5.3.2 试验段施工监测方案 |
| 5.3.3 位移监测结果分析 |
| 5.3.4 应力监测结果分析 |
| 5.3.5 试验效果评价与改进措施 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 高地应力炭质板岩地下硐室长期稳定性数值分析 |
| 6.1 数值模拟方案 |
| 6.2 模型建立 |
| 6.2.1 CEMC模型开发 |
| 6.2.2 隧道模型建立 |
| 6.2.3 参数选取 |
| 6.3 支护方案优化数值分析 |
| 6.3.1 原支护方案数值分析 |
| 6.3.2 大变形支护方案数值分析 |
| 6.3.3 新型衬砌材料的应用分析 |
| 6.3.4 断面参数的进一步分析 |
| 6.4 长期稳定性分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论与创新点 |
| 7.1.1 主要结论 |
| 7.1.2 论文创新点 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A:攻读博士学位期间的科研成果 |
| 附录 B:HDCVISC模型核心程序 |
| 致谢 |
（8）高温后砂岩流变力学特性及渗透演化规律研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及方法 |
| 2 高温后砂岩瞬时力学特性及渗透演化规律 |
| 2.1 完整砂岩和预制裂隙砂岩试样制备方法 |
| 2.2 试验设备及试验方法 |
| 2.3 高温对拉伸强度的影响规律 |
| 2.4 高温对断裂韧度K_(IC)的影响规律 |
| 2.5 常温单裂隙砂岩常规三轴压缩试验结果分析 |
| 2.6 高温作用后砂岩常规三轴压缩及渗透试验结果分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 砂岩三轴流变力学特性及渗透演化规律 |
| 3.1 试验材料及方法 |
| 3.2 考虑室温波动影响的数据修正方法 |
| 3.3 弹-粘-塑性应变分离方法 |
| 3.4 高温作用后砂岩分级加载流变-渗透试验结果分析 |
| 3.5 高温作用后砂岩循环加卸载流变-渗透试验结果分析 |
| 3.6 常温单裂隙砂岩循环加卸载流变-渗透试验结果分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 砂岩常规三轴和流变压缩力学行为的数值模拟 |
| 4.1 PFC2D程序简介 |
| 4.2 接触模型介绍 |
| 4.3 高温作用后砂岩单轴及三轴压缩模拟 |
| 4.4 常温单裂隙砂岩单轴及三轴压缩模拟 |
| 4.5 砂岩三轴压缩流变力学行为模拟 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 砂岩非线性弹-粘-塑性流变损伤模型 |
| 5.1 基本元件模型 |
| 5.2 可恢复瞬时弹性及粘弹性变形模型 |
| 5.3 不可恢复瞬时塑性及粘塑性变形模型 |
| 5.4 考虑初始损伤和加速流变的损伤模型 |
| 5.5 砂岩流变-渗透率模型 |
| 5.6 模型验证 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 本文创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（9）小煤柱流变失稳研究及应用（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 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 研究内容及技术路线 |
| 2 煤岩流变本构模型 |
| 2.1 经验模型 |
| 2.2 组合元件模型 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 六元件组合流变模型 |
| 3.1 六元件组合流变模型本构方程 |
| 3.2 恒定低应力条件下六元件组合模型 |
| 3.3 低应力条件下等速流变六元件组合模型 |
| 3.4 高应力条件下恒定应力六元件模型 |
| 3.5 高应力条件下等速流变六元件模型 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 小煤柱冲击地压孕育过程研究 |
| 4.1 煤柱力学模型 |
| 4.2 低载荷条件下小煤柱等速流变过程 |
| 4.3 高载荷条件下小煤柱等速流变过程 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 小煤柱冲击地压流变失稳 |
| 5.1 冲击地压流变失稳机理 |
| 5.2 小煤柱冲击地压流变失稳判别准则 |
| 5.3 小煤柱冲击地压滞后时间 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（10）山区高填方地基工后沉降机理及预测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 山区修建高填方工程面临挑战 |
| 1.2.1 场址地形和地质条件差 |
| 1.2.2 土石方量巨大 |
| 1.2.3 顺坡填筑稳定问题 |
| 1.2.4 变形控制问题 |
| 1.2.5 小结 |
| 1.3 颗粒材料长期变形特性试验研究现状 |
| 1.3.1 时间相关特性 |
| 1.3.2 颗粒破碎 |
| 1.3.3 小结 |
| 1.4 颗粒材料长期变形特性本构模型研究现状 |
| 1.4.1 经验模型 |
| 1.4.2 流变模型 |
| 1.4.3 弹粘塑性模型 |
| 1.4.4 小结 |
| 1.5 岩土工程反分析方法研究现状 |
| 1.5.1 基于经验公式 |
| 1.5.2 基于数值模型 |
| 1.5.3 小结 |
| 1.6 本文研究内容与创新点 |
| 第2章 3D打印颗粒材料蠕变特性试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 3D打印技术在岩土室内试验应用现状 |
| 2.3 3D打印颗粒材料模拟粗粒料可行性论证 |
| 2.3.1 3D打印材料及设备 |
| 2.3.2 力学特性试验设备 |
| 2.3.3 3D打印天然形状颗粒两点加载压缩试验 |
| 2.3.4 小结 |
| 2.4 3D打印圆盘形状颗粒两点加载试验研究 |
| 2.4.1 Oldecop& Alonso基于单条裂缝扩展的蠕变模型简介 |
| 2.4.2 3D打印圆盘形状颗粒试验结果与分析 |
| 2.4.3 基于单颗粒整体破碎的简化蠕变计算方法 |
| 2.4.4 小结 |
| 2.5 3D打印天然形状颗粒侧限蠕变试验研究 |
| 2.5.1 试验方案 |
| 2.5.2 试验结果 |
| 2.5.3 试验分析与讨论 |
| 2.5.4 小结 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 考虑应力状态影响的粗粒料蠕变本构模型研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 传统Burgers模型及参数辨识方法 |
| 3.2.1 传统Burgers模型简介 |
| 3.2.2 传统Burgers模型参数辨识方法 |
| 3.2.3 小结 |
| 3.3 传统的Burgers模型主要参数与应力状态规律分析 |
| 3.3.1 杨氏模量 |
| 3.3.2 Kelvin剪切模量 |
| 3.3.3 Kelvin粘滞系数 |
| 3.3.4 牛顿体粘滞系数 |
| 3.3.5 小结 |
| 3.4 反应加速蠕变特性的非线性弹性损伤体 |
| 3.4.1 Kachnov损伤机理 |
| 3.4.2 粗粒料损伤机理 |
| 3.4.3 小结 |
| 3.5 模型总结及验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 针对工后沉降预测的两阶段反分析方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 两阶段反分析方法 |
| 4.2.1 针对工后沉降预测的目标函数 |
| 4.2.2 两阶段反分析方法具体步骤 |
| 4.2.3 小结 |
| 4.3 反分析方法数值算例验证与对比 |
| 4.3.1 数值模型 |
| 4.3.2 两阶段反分析方法 |
| 4.3.3 传统的响应曲面法 |
| 4.3.4 复合形法 |
| 4.3.5 三种反分析方法对比讨论 |
| 4.3.6 小结 |
| 4.4 茅台机场工程应用 |
| 4.4.1 机场概况 |
| 4.4.2 数值模型 |
| 4.4.3 反分析结果与讨论 |
| 4.4.4 动态反分析 |
| 4.4.5 小结 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 贵州盘县高填方原位蠕变试验案例分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 原位蠕变试验结果与分析 |
| 5.2.1 试验概况 |
| 5.2.2 试验设备 |
| 5.2.3 试验结果与分析 |
| 5.2.4 小结 |
| 5.3 基于室内试验参数的现场蠕变试验数值模拟 |
| 5.3.1 数值模型 |
| 5.3.2 室内试验参数模拟结果与分析 |
| 5.3.3 小结 |
| 5.4 现场蠕变试验反分析 |
| 5.4.1 反分析结果 |
| 5.4.2 反分析讨论 |
| 5.4.3 小结 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
四、煤岩的改进广义弹粘塑性模型分析（论文参考文献）
- [1]周期性渗透压作用下侏罗系红砂岩宏细观蠕变特性研究[D]. 王强. 中国地质大学, 2021
- [2]平顶山矿区典型深井巷道围岩内外承载协同控制研究[D]. 黄庆显. 中国矿业大学, 2021(02)
- [3]深部巷道围岩粘塑性及大变形分析[D]. 王晓飞. 中国矿业大学, 2020
- [4]突出煤层定向钻进随钻瓦斯参数动态反演及消突效果评价研究[D]. 汪皓. 中国矿业大学, 2020(07)
- [5]深部松散煤体巷道流变机理研究及控制对策[D]. 孙元田. 中国矿业大学, 2020
- [6]剪切蠕变作用下锚固岩体锚杆预应力损失规律研究[D]. 王晨炟. 辽宁工程技术大学, 2020(02)
- [7]高地应力环境下炭质板岩流变力学特性与硐室围岩大变形控制[D]. 李松. 湖南科技大学, 2019(04)
- [8]高温后砂岩流变力学特性及渗透演化规律研究[D]. 胡波. 中国矿业大学, 2019(04)
- [9]小煤柱流变失稳研究及应用[D]. 包思远. 辽宁工程技术大学, 2019(07)
- [10]山区高填方地基工后沉降机理及预测方法研究[D]. 金德海. 清华大学, 2019