一、Kaiser Effect of EME During Deformation and Fracture of Coal and Rock（论文文献综述）
杨道学[1]（2021）在《基于深度学习的岩石微破裂演化声发射行为特征》文中进行了进一步梳理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。
郝晨良[2]（2021）在《采空区下动压巷道非对称变形机理及控制对策研究》文中进行了进一步梳理采空区下方煤体采掘过程中,不仅会承受上方遗留煤柱集中应力的作用,而且会伴有爆破、打钻、采煤机割煤等机械运转和瓦斯突出等动态活动,极易引发采空区上方顶板的二次断裂垮落、断层滑移等动载扰动,动载应力波传播至下方巷道,可能诱发冲击地压等动力灾害事故。本文针对上述研究背景,综合采用了室内力学实验、理论分析和数值模拟等相结合的方法,运用岩石力学、材料力学、结构力学、矿山压力与岩层控制、弹性力学和岩石动力学等交叉学科的理论,研究了采空区下动压巷道周围煤岩体的失稳破坏特征,分析了采空区下回采巷道受动载应力波扰动作用的动力响应和演化过程,揭示了采空区下动压巷道围岩的非对称变形机理,并针对性的提出了采空区下动压巷道的支护技术和防控措施。论文主要研究内容及取得的创新成果如下:（1）揭示了采空区下动压巷道的典型特征和影响因素。通过分析上覆煤层开采后围岩应力重分布的过程,归纳出采空区下巷道的应力分布不均匀、地应力是静载应力基础、应力集中程度高等特征。通过分析采空区下巷道的主要动载源和现场监测的多种动载应力波的波形,归纳出采空区下巷道动载具有作用时间短、衰减性、波动性、方向随机性、扰动多发性和分布不均匀性。通过分析现场采空区下巷道具体情况,归纳出采空区下巷道围岩变形的非对称体现在关键部位变形量大、煤层开采后应力不对称、巷道整体变形不对称和对称支护构件失效不对称。（2）研究得到了采空区下动压巷道周围煤体失稳响应特征。探究了煤体在不同应变率下单一载荷加载和不同动静组合加载作用下的力学响应特征、变形破坏特征、煤体表面位移场和应变场演化特征、AE能量、AE振铃数和AE破裂点的时空分布特征。分析了不同静载应力、不同动载参数条件下对煤体失稳破坏的影响程度和影响规律。动载突然作用在煤体上时,煤体表现出明显的Kaiser效应,煤体的声发射AE破裂定位点与试件真实破坏形态基本吻合。静载是煤体动静组合作用诱冲的应力基础条件,动载是煤体动静组合作用破坏的诱发因素。（3）揭示采空区下动压巷道围岩应力分布特征及非对称变形机理。根据采场活动规律的采空区顶板垮落形式,求解得到了均布型动载和集中型动载对采空区底板作用下的动载应力响应表达式。基于弹性力学半平面无限体理论、极限平衡理论和动力基础半空间理论,建立采空区及遗留煤柱的支承压力理论计算模型和采空区顶板垮落产生动载理论计算模型,推导出采空区下底板煤岩体内任意一点的垂直应力、水平应力、剪切应力和采空区底板岩层受到的冲击应力时程关系的表达式。进一步运用自稳隐形拱理论求解预测采空区下巷道围岩的最大不稳定区域,深入分析近距采空区下巷道的非对称变形力学机制。通过FLAC3D数值软件进一步分析了巷道的非对称变形机理。数值计算的巷道位移变形特征与理论计算求得的极限自稳隐形拱曲线形态吻合。（4）研究得到采空区下巷道受动载扰动作用下的动载响应特征和变形演化过程。根据采空区下巷道受动载扰动的工程背景,建立了采空区下巷道动静载叠加作用的数值分析模型,运用FLAC3D软件中的非线性动力模块,分析巷道围岩动态变形的演化规律。对比研究了不同埋深、不同动载应力波幅值、不同动载应力波频率条件下,动静载叠加作用下巷道围岩的位移加速度场、塑性区、位移场和应变场的动载响应特征,分析了不同条件对巷道响应特征的影响程度和影响规律,揭示采空区下巷道受动载扰动作用的非对称变形机理。（5）采空区下动压巷道围岩变形控制对策及防控措施。根据锚网索支护构件的力学分析,运用自稳隐形拱理论进一步确定采空区下动压巷道合理的非对称支护参数,并采用数值模拟进行验证优化后的支护方案。从采空区下巷道的动载来源、遗留煤柱应力集中和围岩破碎的特点出发,提出“充填控顶消除动载来源”、“煤柱爆破降低静载集中”和“复合锚注强化围岩承载”的动压巷道防治措施。
杨东辉,赵毅鑫,滕腾,张村,杨敬虎,杨志良,刘斌[3]（2021）在《砂岩破裂失稳声发射临界特征与Kaiser点识别研究》文中研究指明为了研究砂岩内部微裂纹的损伤扩展特征,对取自鄂尔多斯盆地的19块细砂岩试样开展了单轴压缩声发射试验,获得了岩石脆性破裂失稳临界应力特征,并与重整化群条件下理论临界特征进行对比,开展了基于关联维数的Kaiser点综合识别法研究.结果表明:试样破裂失稳声发射临界特征比较明显,撞击率和能率均呈激增现象;临界应力强度比平均0. 767,与理论分析结果存在6. 5%的误差,与电阻率、红外辐射、波速、电磁辐射等多物理参量临界值基本一致;利用G-P算法计算撞击率时间序列的分形维数,呈上升—下降—上升趋势,且存在较大范围的分维下降区间;针对利用声发射特征参数不太容易确定Kaiser点的情况,结合降维区间分维突降点和撞击率激增点分布特征,提出了综合识别Kaiser点的方法;试样Kaiser点应力强度比平均0. 331,主要集中在0. 20～0. 50之间,研究成果可为岩石稳定性监测、失稳前兆预警和Kaiser效应测量地应力提供一定参考.
沈书豪[4]（2020）在《淮南潘集矿区深部煤系岩石力学性质及其控制因素研究》文中提出随着资源勘查与煤矿开采深度逐年增大,开采方式逐步向智能化推进,对煤矿深部开采地质条件的探查以及对致灾因素预测精细程度的要求越来越高。查清并研究深部煤炭资源赋存地质条件以及深部煤系岩石物理力学性质,不仅是一个地质基础性科学问题,也是我国煤炭工业可持续发展的现实课题,成果可为深部矿井的设计、建设和安全生产提供更加准确、完整的地质基础数据,以便提前采取有效手段和防治措施,减少或避免矿井地质灾害的发生。本文以淮南潘集矿区深部勘查区为研究对象,紧密结合该研究区的地质普查和详查工程,充分利用周边生产矿井等有利条件,通过钻孔资料处理、原位测试、野外采样、室内试验和理论分析等手段,确定了潘集矿区深部煤系岩石赋存的地应力及地温条件,分析了煤系岩石微观成分、沉积环境和结构构造特征,试验获得了常规及地温、地应力等条件下的岩石力学性质,研究了岩石宏观力学性质差异性及其主要控制因素,揭示了深部煤系岩石力学行为的地质本质性控制机理。取得的主要成果有:1)采用岩矿显微薄片鉴定、图像分析和X-射线衍射等方法对深部煤系岩石矿物成分、含量和微观结构等进行了统计与分析,获得了研究区不同岩性岩石的微观特征:砂岩主要矿物为石英,平均含量在65%以上,结构以孔隙式胶结为主,且不同层位砂岩碎屑颗粒含量和粒度分布特征区别较大;泥岩矿物成分中黏土矿物含量较高,占比60%左右,陆源碎屑矿物占比30%左右,且各层位含量差异不大,自身非黏土矿物如菱铁矿等含量在不同层位泥岩中差异较大。2)基于研究区勘探钻孔岩芯及测井资料的统计分析,得出了深部主采煤层顶底板岩性类型组成及岩体结构性特征:平面上,深部5个主采煤层顶底板岩性类型均以泥岩型为主,研究区从东到西煤层顶底板砂岩厚度逐渐增加,泥岩厚度逐渐减小;垂向上,砂岩含量最高层位为下二叠统,向上逐渐变小,泥岩含量则相反;岩石质量指标（RQD）和钻孔声波测井可以直接反映深部岩体的结构性特征,主采煤层顶底板RQD值和钻孔测井波速平面分布较为一致,在靠近研究区中部潘集背斜转折端和断层附近,顶底板RQD值和测井波速都较小,岩石质量和岩体完整性都较差,远离大型构造与褶皱区域RQD值和测井波速均有增大趋势,受岩性分布和构造作用影响。3)选用地面千米钻孔水压致裂法和井下巷道应力解除法开展了研究区地应力原位测试工作,结合AE法试验解译结果,得出了深部研究区现今地应力场类型、大小及方向:-1000～-1500m深度范围内最大水平主应力在30～55MPa之间,且随深度增加呈线性增大趋势;最大水平主应力约为垂直主应力的1.3倍,揭示出深部地应力场以水平构造应力为主,最大、最小主应力比值在1.116～2.469之间,平均为1.511,且随深度增加逐渐减小;研究区最大主应力方向为NEE向,随着深度的增加趋向于近EW向;深部现今地应力场受区域大地构造控制,研究区内不同位置地应力大小和方向存在一定差异,受区域性F66断层和潘集背斜共同影响。4)基于潘集矿区深部近似稳态钻孔测温数据建立了测温孔温度变化的校正公式,结合井下巷道测温成果对研究区简易测温孔数据进行了校正,得出淮南潘集矿区深部地温梯度值变化范围为1.52℃/百米～3.41℃/百米,平均梯度2.46℃/百米;主采煤层底板温度随深度增加呈线性增大关系,计算分析了研究区-1000m、-1200m及-1500m三个水平的地温分布规律,并编制了对应的地温分布等值线图。5)常规条件下研究区煤系岩石力学试验结果表明:不同岩性岩石力学性质参数差异性较大,相同层位相同岩性的岩石力学参数分布也较为离散,煤系岩石力学性质的岩性效应明显;研究区各岩性岩石抗压强度与抗拉强度、弹性模量和凝聚力等参数间呈良好的线性关系,垂向上,上石盒子组中11-2煤顶底板砂岩抗压强度最高,下石盒子组中3煤顶板粉砂岩强度最高,各主采煤层顶底板的泥岩平均强度随层位变化不明显。6)开展了符合深部地应力变化范围内的不同围压条件下煤系岩石三轴力学试验,得出了深部煤系岩石强度随围压增加而增大,在试验围压范围内,初期增幅较大,增幅随围压增大而减小;通过对煤系三轴岩石力学试验参数的回归分析,建立了淮南矿区深部不同岩性的煤系岩石力学强度及峰值应变随围压变化的预测模型,并基于大量试验结果分析确定了研究区煤系岩石的岩性影响系数。7)在深部煤系地温变化范围内开展不同温度条件下煤系岩石恒温单轴压缩试验,结果表明温度对煤系岩石强度和变形性质的影响要弱于岩性和围压的影响,岩石单轴抗压强度等力学参数整体随温度的升高呈降低趋势;不同层位和不同岩性岩石受温度影响有差异,根据强度随温度的变化特征将煤系岩石力学性质随温度的变化类型分为Ⅰ型-强度随温度增加而降低型,Ⅱ型-强度波动不变型和Ⅲ型-强度随温度增大型三类。8)分析了研究区主采煤层顶底板岩石物质组成、微观结构、岩石质量指标（RQD）、钻孔测井波速以及深部赋存的应力和温度环境等因素对岩石力学性质的影响作用,阐明了影响深部煤系岩石力学性质的沉积特性、岩体结构特性和围压等主控因素,揭示了深部煤系岩石力学行为的物质性、结构性及赋存性的地质本质性控制作用机理。图[140]表[43]参考文献[245]
杨博飞[5]（2020）在《不同加载速率下煤岩试样力学参数与声发射规律研究》文中认为煤岩试样的力学属性是岩石工程中非常重要的研究课题,岩石工程是非常复杂的动态状态,在岩石工程中煤岩体内的应力一直是一个动态变化过程。这也表明了岩石工程中的受载煤岩体一直处于不同加载速率的加载状态中,所以研究煤岩试样在不同加载速率下的力学属性变化规律是非常重要的。本次研究结合声发射监测技术研究煤岩试样在不同加载速率下的力学属性变化规律及试样破坏过程中的声发射信号规律,试验通过研究常规实验室位移加载方式条件下对0.6mm/min、0.3mm/min、0.6mm/min以及0.03mm/min四组大跨度加载速率条件下的煤岩试样力学特性及声发射规律。试验中共分为两组试验,其中一组为实验组煤试样4个、岩石试样4个,另一组为对照组煤试样也是4个、岩石试样也是4个,总共对16个煤岩试样进行实验,设置对照组是为了避免试验过程中的偶然误差影响试验结果,研究煤岩试样在不同加载速率条件下煤岩试样力学属性及声发射信号的规律。（1）利用西原模型建立理论模型,分析煤岩试样加载过程中的试样的力学属性变化,发现煤岩试样随着加载速率的增加煤岩试样的极限强度也会增加。随着加载速率的增加,煤岩试样的弹性性能越显着,黏塑性性能减弱。另外,通过理论分析,还发现煤岩试样随着加载速率的增加煤岩试样到达破坏时的极限应变量降低。（2）通过分析试样加载过程中声发射系统接收到的声发射信号所蕴含的能量,将声发射信号划分为两种等级。第一类声发射信号:大幅值声发射信号,幅值大于0.1V的声发射信号。大幅值声发射信号是煤岩试样加载过程中较大的弹性裂隙的产生以及微裂隙贯穿形成大裂缝时所形成的,这类信号代表的是试样加载过程中较大承载结构破坏所产生的。第二类声发射信号:小幅值声发射信号,幅值在0.01-0.1V之间的声发射信号。小幅值声发射信号是试样加载过程小能量弹性释放所产生的,这类声发射信号代表了煤岩试样加载过程中原有的张开性裂隙的闭合以及微裂隙的产生所形成的。（3）实验室对煤岩试样进行不同加载速率加载试验发现煤岩试样在不同加载速率加载条件下,随着加载速率的增加煤岩试样的极限强度、弹性模量也在增加。并且随着加载速率的增加,煤岩试样达到破坏时发生的极限应变在减小,与力学模型所得到的结果相吻合。（4）分析煤岩试样加载过程中的声发射信号,发现加载过程中无效声发射信号占了声发射总信号的80%-90%左右,代表了加载过程中试样内部发生破坏的声发射信号仅仅占了总声发射信号的10%-20%左右,这个结论也刚好验证了Lockner得出的利用声发射定位到的试样内部破坏事件不足试样内部实际破坏的1%。有效信号中代表了煤岩试样内部较大结构破坏的大幅值信号占比不足10%,而代表微裂隙产生与贯穿的小幅值信号占了总信号的90%以上。（5）分析不同加载速率下煤岩试样声发射信号的规律,发现随着加载速率的增加,有效声发射信号的占比也在增加。但是,随着加载速率的增加,煤试样有效声发射信号占比增加的较小,而岩石试样效声发射信号占比增加较大。另外,还发现随着加载速率的增加煤岩试样中大幅值声发射信号的占比有所减小。
赵亮[6]（2020）在《低温处理煤岩力学渗流及声发射特性试验研究》文中进行了进一步梳理我国煤层普遍瓦斯含量高、渗透率低,存在瓦斯突出隐患的矿井、高瓦斯矿井较多,瓦斯治理已经成为我国煤矿安全管理工作的主要任务之一。同时,瓦斯作为煤矿开采的伴生产物具有较高的利用价值,在有效治理瓦斯和防治突出的基础上,能否高效抽采瓦斯已经成为煤矿安全生产研究重点。在煤与瓦斯突出防治方面,已经有专家提出低温冻结技术,同时低温致裂作用可增加煤层渗透率,提高瓦斯抽采效率,二者具有共同的技术手段。为了将这些技术手段更好地运用到煤矿,很有必要对低温处理中原煤声发射特性进行研究,分析低温状态下煤样结构演化规律,同时结合实际,深入研究低温处理后原煤力学渗流及声发射特性具有重要意义。为此,本论文采用理论分析和实验研究的手段,进行了原煤在低温处理过程中的声发射实验及低温处理后煤样的力学渗流及声发射特性实验,研究内容与主要成果如下:⑴低温处理声发射试验:（1）在低温处理过程中,煤样产生明显的声发射信号,直观表明了低温对煤样内部结构的破坏作用;冷处理温度越低对煤样内部结构破坏愈严重;相同冷处理温度下煤样产生的声发射信号在各个时期均有所不同,声发射信号大致可分三个阶段:密集爆发阶段、间断活跃阶段及平静阶段,均很好的反映了煤岩内部结构演化过程。⑵煤样单轴压缩试验:（1）原煤煤样峰值强度与损伤强度随冷处理温度地降低呈先升高后减小趋势;低温处理后煤样应变明显增加,但增加幅度随温度地降低不断缩短;损伤强度∕峰值强度的比值随着温度地降低不断增大。⑶低温处理原煤三轴压缩力学渗流及声发射试验:（1）煤样峰值强度随着冷处理温度地降低而逐渐减小,抵抗变形能力随温度降低不断减弱,在整体抗压强度降低的同时脆性增强。（2）随着冷处理温度不断降低,声发射峰值计数及声发射能量不断增大。（3）经低温冷处理过的煤样,瓦斯渗透率较常温相比明显增加;煤样由常温进入低温阶段,渗透率变化率最大Mk=0.0368;进入低温阶段,渗透率变化率随着温度地降低而变大;通过数据拟合可知,含瓦斯煤瓦斯渗透率与温度呈指数关系,随着冷冲击温度降低渗透率逐渐增大,且渗透率变化率呈先减小后增大趋势。
陈梁[7]（2020）在《采动影响下大倾角煤层巷道围岩破裂演化与失稳机理研究》文中研究表明大倾角煤层巷道周边围岩常受到复杂非对称载荷的影响,而非对称载荷产生的剪应力成分有利于围岩裂隙的开裂与扩展,这是导致大倾角煤层巷道破裂失稳的主要原因之一。从不同角度揭示大倾角煤层巷道破裂演化与失稳机理可对此类巷道支护设计提供重要参考依据。虽然国内外学者针对大倾角煤层巷道破裂失稳机理与控制技术开展了一系列研究,但因缺乏相关的实验系统,从实验室小试样角度揭示剪应力成分对大倾角煤层巷道破裂行为的影响仍为研究空白,考虑顶板弱面滑移效应的采动下大倾角煤层巷道失稳模式仍鲜有报道,从力学角度揭示采动强度与倾角对大倾角煤层巷道围岩应力及变形影响的研究仍需完善。本文将综合采用实验室试验、数值模拟、理论分析和现场试验等手段开展采动影响下大倾角煤层巷道围岩破裂演化与失稳机理研究,并针对性的提出相应的控制理论与技术。主要研究结论如下:（1）研发压缩-剪切耦合加载实验系统,详述该系统具体组装步骤及使用方法,给出煤岩试样在压缩-剪切耦合加载下的强度计算原理;与传统的单轴压缩实验系统相比,该系统能够实现试样在倾斜条件下的单轴加载,使其处于压剪耦合力学状态下,该加载方式能够有效反映大倾角巷道受压缩-剪切耦合载荷影响的力学状态。（2）基于压缩-剪切耦合加载实验系统,研究煤岩应力-应变曲线、切向应力-剪切位移曲线、应力、弹性模量、切向应力以及应变能随倾角与加载速率演化规律,揭示倾角与加载速率效应对煤岩力学性能的影响;结合PFC软件对比分析不同加载速率和倾角下煤岩宏观破裂模式及渐进破裂过程,揭示加载速率和倾角效应对煤岩破裂倾向性的影响;基于BP神经网络算法,建立不同加载速率和倾角下煤样峰值应力与弹性模量预测模型,实现复杂应力状态下煤岩力学性能的定量表征。（3）开展压缩-剪切耦合载荷下煤岩破裂的声发射行为研究,分析声发射特征参数和裂纹起裂、损伤阈值随加载速率和倾角演化规律;基于声发射波形特征,获得不同加载条件下煤样张拉、剪切裂纹演化规律,进而揭示倾角与加载速率效应对煤岩微破裂行为的影响;建立纯单轴压缩和压-剪耦合载荷下煤岩裂隙开裂模式力学模型,从力学角度揭示压缩-剪切耦合载荷下煤岩裂隙起裂行为。（4）结合工程实际,考虑顶板无弱面和含弱面两种情况,采用FLAC3D数值模拟软件研究倾角、采动强度、弱面参数以及应力释放系数对大倾角煤层巷道围岩位移场、应力场、塑性区以及弱面剪切位移的影响,从工程角度揭示两种顶板结构下大倾角煤层巷道破裂失稳机理及渐进破裂过程。（5）基于保角变换及复变函数理论,考虑采动强度与倾角的影响,建立大倾角煤层直墙拱巷道围岩应力和变形力学模型,结合遗传算法求得不同采动强度和倾角下围岩应力及变形解析解,从力学角度揭示采动强度与倾角对大倾角巷道失稳模式的影响。（6）基于数值模拟结果,建立支护作用下大倾角煤层巷道顶板块体结构自稳力学模型,给出顶板结构自稳力学判据,分析弱层间接触力与左右拱肩部位支护强度之间的关系,引出“高预应力非对称”支护理论;将该理论应用于工程实际,现场动态监测其应用效果,最后给出采动下大倾角煤层回采巷道支护设计流程。该论文有图136幅,表33个,参考文献187篇。
何文[8]（2020）在《金龙2井区储层改造地质工程一体化研究》文中研究指明金龙2储层致密油油气资源丰富,但是储层埋深大,物性差,非均质性强,砂体变化快,油水关系复杂,储层改造难度大,采用常规的储层开发方案都很难取得突破。针对以上难题,开展了以金龙2地质特征的地质建模,岩石力学建模,体积改造裂缝模拟和施工参数优化等研究,形成了针对金龙2井区地质工程一体化的特色改造技术:（1）结合金龙2储层地质特征及单井钻井,测井解释资料,采用序贯指示模拟等手段,通过对岩相模型进行质控,建立了油层分布特征符合沉积相和砂砾岩岩相控规律的孔渗饱属性模型。（2）结合岩石力学实验,进行不同岩性的岩心三轴强度实验、单轴强度实验,获取岩心杨氏模量、泊松比等岩石力学参数,以及地应力等参数。通过成像解释结果、钻井信息、岩心实验结果进行动静态综合分析,并采用伽马,电阻率和密度曲线进行校正,建立静态一维岩石剖面。结合地质模型,一维岩石力学分析、岩心实验等数据,通过有限元方法迭代建立三维岩石力学模型。（3）通过诱导缝和井眼垮塌确定地应力方向;通过岩心实验结果进行应力计算参数校正;计算上覆围岩压力、孔隙压力、最大水平主应力;结合深部成岩理论,采用有限元方法及等效介质理论,建立三维地应力模型。（4）在金龙2致密储层地层认识基础上,直接引入天然裂缝模型和砂砾岩模型;与工程参数紧密结合,利用离散元计算方法建立真三维裂缝模型,综合模拟排量、液量、砂比等工程参数,以获得最优人工缝网时的压裂施工参数。金龙2井区地质工程一体化储层改造技术突破了常规储层改造方法基于单井测井曲线解释的均质模型和双侧对称裂缝的技术局限性,运用从地质认识到油藏分析再到水力压裂模拟的一体化平台,通过对三维地质力学模型的三维可视化来针对性沟通储层中更多的天然裂缝,形成复杂有效的裂缝网络,增大井眼周向及人工裂缝远端渗流面积,提高单井产能,优化金龙2井区压裂施工参数,为金龙2井区开发提供技术支持。
邢鲁义[9]（2019）在《周期载荷下煤岩疲劳损伤破坏演化机理及声发射前兆特征研究》文中指出煤炭地下开采过程中,房柱、条带煤柱、区段保护煤柱以及断层保护煤柱等各类工程煤体在重复采动应力作用下必定产生损伤累积,直至出现疲劳破坏失稳现象。开展煤岩在周期载荷作用下疲劳损伤破坏演化的声发射基础试验,系统研究煤岩疲劳损伤破坏演化过程中的力学机制及声发射前兆特征,对于深入揭示煤岩的疲劳破坏机理及其与声发射之间的内在联系、科学设计保护煤柱尺寸、采用声发射监测方法预测工程煤体的疲劳破裂失稳、保证煤矿安全高效生产以及地面建（构）筑物的长期安全稳定具有重要理论指导意义。论文运用理论分析和室内试验等多种方法,采用将声发射检波器置于MTS815.02电液伺服岩石力学试验系统三轴室之内合理声发射试验方法,开展了三轴周期载荷作用下煤岩试样疲劳损伤破坏声发射试验,对其疲劳损伤破坏演化机理及声发射前兆特征进行了系统研究,取得了以下主要成果和结论。（1）与大理岩、石灰岩和砂岩等坚硬、致密岩石相比,周期载荷作用下煤岩试样疲劳破坏的“门槛值”相对较低,且随加载频率和围压的提高而增大。轴向变形和环向变形在不同的应力水平阶段呈现出不同的发展变化规律。随着应力水平的不断提高,轴向应变和环向应变均呈现出逐渐增加的发展态势。与单轴周期载荷试验相比,煤岩试样在三轴周期载荷作用下的不可逆应变呈现出更为缓和的发展变化特征,表明围压的存在不仅约束了煤岩试样的环向变形,而且抑制了其塑性变形和损伤不可逆变形,在一定程度上延缓了煤岩疲劳损伤演化的总体进程。在此过程中,煤岩试样的弹性模量和损伤演化均呈现出明显的阶段性发展规律。除极限应力水平外,煤岩试样在单轴（三轴）周期载荷作用下的耗散能呈现出“L”型发展演化规律,而在极限应力水平则呈现出“（?）”型发展演化规律。（2）进行了单轴（三轴）不同加载频率（0.25 Hz和0.5 Hz）的多应力水平周期载荷声发射试验,着重探讨了应力水平和加载频率对声发射表征参数（振铃计数率、撞击计数率和能量计数率）的重要影响,建立了基于声发射累计能量计数的疲劳损伤演化模型。（3）声发射RA值和平均频率AF值的散点分布特征可用于判断煤岩试样在周期载荷作用下发生疲劳损伤破坏过程中的裂纹扩展形式,初始应力水平阶段主要以拉伸裂纹为主,而后呈现出张剪复合破裂形式,临近疲劳破坏时声发射RA值出现陡增现象。声发射b值是用于表征煤岩变形破坏机制的重要参量,与单轴周期载荷试验相比,三轴周期载荷作用下煤岩试样内部小尺度微破裂居多,声发射b值总体上呈现出相对稳定的发展变化规律。围压越高,声发射b值的分布状态将会越稳定。临近疲劳破坏前,声发射b值呈现出更为明显的降低现象,而b值的突降可作为周期载荷作用下煤岩疲劳破坏的前兆特征。（4）与短时傅里叶变换和小波变换相比,Hilbert-Huang Transform方法在处理声发射信号时具有独特优势,避开了预设窗函数和小波函数的障碍。基于此,对周期载荷作用下煤岩试样临近疲劳破坏前的声发射信号进行主次成分分析,通过Hilbert变换得到了其Hilbert频谱图和Hilbert边际谱。结果表明,二维Hilbert时频谱中的能量波动主要集中在低频范围之内,且围压致密效应对信号能量的分布状态具有一定影响。Hilbert边际谱中的声发射幅值随着应力水平的不断提高呈现出高频、中频、低频循序运移的发展态势。在极限应力水平阶段,声发射信号的“低频突升”可作为周期载荷作用下煤岩疲劳破坏的重要前兆信息。（5）根据岩石非线性动力学相关理论,结合周期载荷试验的声发射表征参数,系统探究了其自相似特征和突变特征,进而分析了煤岩试样疲劳破坏的前兆特征（判据）。声发射状态自相似系数出现极小值,呈现出“突降-回转”型自相似模式,预示着煤岩试样疲劳破坏失稳现象的发生。基于尖点突变模型的突变特征值Δ（Δ=4p3+27q2）,全面揭示了周期载荷作用下煤岩试样声发射过程的“突变”现象。
李艳奎[10]（2019）在《煤岩体破裂过程多参量精准化观测实验及应用研究》文中提出随着开采深度和强度的增加,冲击地压、煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害事故愈加成为困扰煤矿安全高效生产的重要难题,建立多参量精准化监控预警系统对于降低冲击地压等灾害的发生具有重要意义。本文搭建了包含电阻率、电磁辐射、声发射及定量化图像处理程序的多参量精准化实验系统,基于单轴压缩、循环加载、分级加载三种应力路径下的精准化实验,揭示了应力、应变、电阻率、电磁辐射、声发射等多参量的定量关系,得到了声电信号超前应力破坏的预警时间差;开发了裂纹图像的自动化定量处理程序,揭示了裂纹的长度和扩展速率的演化规律;基于破坏信号的前兆信息,筛选出电磁辐射、声发射和图像三个预警参量。对加载过程中多参数信号统计分析,提出了含裂隙煤岩本构模型;将模型应用到Flac 3D中,对直立煤层超大采高、多分层同时开采进行建模、求解、分析,得到了工作面应力集中区域分布规律,为重点区域的监控预警提供指导。提出了钻孔-巷道双卸压圈理论和倒“π”型的“卸压--监控--抽采”一体化的大直径定向钻孔布置方法,此集煤体卸压、钻屑量监测和瓦斯抽采于一体的卸压措施。最后,根据实验、数值模拟和现场测定得到的预警指标、阈值和工作面应力集中区域,提出了以电磁辐射、微震（声发射）和图像为基础的煤岩动力现象多参量预警系统,在乌东、砂墩子两个具有冲击地压风险煤矿的回采工作面进行了现场应用,并对危险区域采取措施前后的煤体参数进行了测定,证明了此预警系统是可行性的,对煤矿井下动力灾害预警具有理论和工程意义。
二、Kaiser Effect of EME During Deformation and Fracture of Coal and Rock（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、Kaiser Effect of EME During Deformation and Fracture of Coal and Rock（论文提纲范文）
（1）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 |
（2）采空区下动压巷道非对称变形机理及控制对策研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究概况 |
| 1.2.1 巷道受动载扰动变形机理研究现状 |
| 1.2.2 煤矿巷道非对称变形机理研究现状 |
| 1.2.3 采空区下动压巷道围岩控制研究现状 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 研究内容和技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第2章 采空区下动压巷道变形破坏特征及影响因素 |
| 2.1 西曲煤矿工程背景 |
| 2.1.1 井田概况 |
| 2.1.2 西曲煤矿回采巷道支护现状 |
| 2.1.3 西曲煤矿工程与科学问题 |
| 2.2 采空区下回采巷道变形破坏特征 |
| 2.2.1 巷道的静载特征 |
| 2.2.2 巷道的动载特征 |
| 2.2.3 巷道的非对称变形特征 |
| 2.3 采空区下回采巷道变形破坏影响因素 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 采空区下动压巷道周围煤体失稳响应特征 |
| 3.1 动压巷道周围煤体静-动加载实验设计 |
| 3.1.1 实验概况 |
| 3.1.2 实验方案 |
| 3.2 煤体单轴加载的力学特性及破坏特征 |
| 3.3 基于数字图像相关法的的煤体表面变形特征 |
| 3.4 煤体的声发射参数演化特征 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 采空区下巷道受动载应力波作用的动力响应 |
| 4.1 采空区下动压巷道数值模拟的建立 |
| 4.1.1 模型的建立 |
| 4.1.2 模拟过程和变化条件 |
| 4.2 巷道对不同埋深条件的动态响应 |
| 4.3 巷道对不同应力波幅值条件的动态响应 |
| 4.4 巷道对不同应力波频率条件的动态响应 |
| 4.5 采空区下巷道围岩动态变形演化规律 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 采空区下动压巷道围岩非对称变形理论研究 |
| 5.1 上层煤采动动载作用下采空区底板应力响应机制 |
| 5.1.1 采空区底板受动载荷作用的力学模型 |
| 5.1.2 动载作用下采空区底板的应力响应 |
| 5.2 采空区周围煤岩体受静-动荷载的应力规律 |
| 5.2.1 固定支承压力下巷道围岩应力 |
| 5.2.2 开采扰动载荷下巷道围岩应力 |
| 5.3 基于自稳平衡拱理论的巷道非对称变形机理分析 |
| 5.3.1 巷道自稳平衡现象 |
| 5.3.2 采空区下回采巷道的自稳平衡拱计算 |
| 5.3.3 采空区下回采巷道的非对称变形机理分析 |
| 5.4 采空区下巷道非对称变形数值模拟分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 采空区下巷道动压灾害防控研究 |
| 6.1 采空区动压巷道围岩的支护设计 |
| 6.1.1 锚网索支护构件的力学分析 |
| 6.1.2 基于自稳隐形拱理论的锚网索支护设计 |
| 6.2 采空区下动压巷道围岩变形控制的支护效果 |
| 6.2.1 原支护结构状态的数值模拟 |
| 6.2.2 支护结构优化后的数值模拟 |
| 6.3 采空区下动压巷道变形防控措施 |
| 6.3.1 充填控顶消除动载来源 |
| 6.3.2 煤柱爆破降低静载集中 |
| 6.3.3 复合锚注强化围岩承载 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（3）砂岩破裂失稳声发射临界特征与Kaiser点识别研究（论文提纲范文）
| 1 试验系统与试验方法 |
| 1.1 试验系统 |
| 1.2 试验方法 |
| 2 脆性岩石破裂失稳声发射临界特征 |
| 2.1 理论分析 |
| 2.2 试验结果 |
| 3 脆性岩石Kaiser点识别 |
| 3.1 Kaiser点识别方法 |
| 3.2 结果分析 |
| 4 讨论 |
| 4.1 脆性岩石微观破裂与声发射 |
| 4.2 脆性岩石破裂失稳临界点综合判识 |
| 4.3 岩石Kaiser点识别的局限性 |
| 5 结论 |
（4）淮南潘集矿区深部煤系岩石力学性质及其控制因素研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 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 煤炭深部开采及赋存条件探查研究现状 |
| 1.2.2 深部赋存条件下的岩石力学性质研究现状 |
| 1.2.3 沉积特性和岩体结构对岩石力学性质的影响研究现状 |
| 1.2.4 存在的问题与发展趋势 |
| 1.3 主要研究内容和方法 |
| 1.3.1 论文主要研究内容 |
| 1.3.2 研究方法与技术路线 |
| 1.4 论文研究工作过程与工作量 |
| 2 研究区工程概况与地质特征 |
| 2.1 研究区勘查工程概况 |
| 2.1.1 研究区位置及范围 |
| 2.1.2 潘集矿区深部勘查工程概况 |
| 2.2 研究区地层特征 |
| 2.2.1 区域地层 |
| 2.2.2 研究区含煤地层 |
| 2.3 研究区地质构造特征 |
| 2.3.1 区域构造及演化 |
| 2.3.2 研究区构造特征 |
| 2.4 研究区水文地质特征 |
| 2.4.1 区域水文地质 |
| 2.4.2 研究区水文地质特征 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 潘集矿区深部煤系岩石沉积特性及岩体结构特性分析 |
| 3.1 潘集矿区深部煤系岩石学特征 |
| 3.1.1 煤系岩石显微薄片鉴定 |
| 3.1.2 煤系砂岩岩石学特征 |
| 3.1.3 煤系泥岩岩石学特征 |
| 3.2 潘集矿区深部煤系岩性组成特征 |
| 3.2.1 研究区13-1煤顶底板岩性类型及分布特征 |
| 3.2.2 研究区11-2煤顶底板岩性类型及分布特征 |
| 3.2.3 研究区8煤顶底板岩性类型及分布特征 |
| 3.2.4 研究区4-1煤顶底板岩性类型及分布特征 |
| 3.2.5 研究区1(3)煤顶底板岩性类型及分布特征 |
| 3.3 潘集矿区深部煤系沉积环境分析 |
| 3.3.1 研究区煤系砂体剖面分布特征 |
| 3.3.2 研究区煤系沉积环境分析 |
| 3.4 潘集矿区深部煤系岩体结构特性分析 |
| 3.4.1 主采煤层顶底板岩石质量评价 |
| 3.4.2 主采煤层顶底板岩体完整性评价 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 潘集矿区深部煤系赋存条件探查及其展布规律研究 |
| 4.1 潘集矿区深部地应力测试与分布特征研究 |
| 4.1.1 深部地应力测试工程布置 |
| 4.1.2 深部地应力测试方法与测试结果 |
| 4.1.3 淮南潘集矿区深部地应力分布特征 |
| 4.1.4 深部构造对地应力场的控制作用分析 |
| 4.2 潘集矿区深部地温探查与地温展布特征评价 |
| 4.2.1 深部地温测试与测温数据处理 |
| 4.2.2 研究区地温梯度及分水平地温场展布特征 |
| 4.2.3 深部主采煤层地温场特征 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 潘集矿区深部煤系岩石物理力学性质试验研究 |
| 5.1 深部煤系岩石采样与制样 |
| 5.1.1 研究区采样钻孔工程布置 |
| 5.1.2 煤系岩石样品采集与制备 |
| 5.2 深部煤系岩石物理性质测试与评价 |
| 5.3 常规条件下深部煤系岩石力学性质试验研究 |
| 5.3.1 常规条件岩石力学试验与结果分析 |
| 5.3.2 煤系岩石力学性质参数相关性分析 |
| 5.3.3 不同层位岩石力学性质变化特征 |
| 5.3.4 本节小结 |
| 5.4 围压条件下煤系岩石力学性质试验研究 |
| 5.4.1 室内三轴试验装置与试验过程 |
| 5.4.2 深部煤系岩石三轴试验结果与分析 |
| 5.4.3 深部地应力场下煤系岩石力学性质变化规律与预测模型 |
| 5.4.4 本节小结 |
| 5.5 温度条件下煤系岩石力学性质试验研究 |
| 5.5.1 温度条件下试验装置与试验方案 |
| 5.5.2 深部温度条件下煤系岩石力学参数变化特征 |
| 5.5.3 温度条件对深部煤系岩石力学性质的影响规律分析 |
| 5.5.4 本节小结 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 深部煤系岩石力学性质差异性及其控制因素研究 |
| 6.1 深部煤系岩石力学性质差异性分布 |
| 6.1.1 煤系岩石力学性质试验参数分布的差异性 |
| 6.1.2 主采煤层顶底板岩石力学性质垂向分布的差异性 |
| 6.1.3 主采煤层顶底板岩石力学性质平面分布的差异性 |
| 6.2 深部煤系岩石沉积特性对力学性质的控制作用 |
| 6.2.1 煤系岩石力学性质的岩性效应 |
| 6.2.2 煤系岩石矿物成分对力学性质的控制作用 |
| 6.2.3 煤系岩石微观结构对力学性质的控制作用 |
| 6.3 深部岩体结构性特征对力学性质的影响 |
| 6.3.1 岩体结构性特征对岩石力学性质的影响 |
| 6.3.2 深部构造特征对岩石力学性质的影响 |
| 6.4 深部赋存环境对煤系岩石力学性质的影响 |
| 6.4.1 深部地应力环境对煤系岩石力学性质的影响 |
| 6.4.2 深部地温环境对煤系岩石力学性质的影响分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 主要结论与创新点 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 研究创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（5）不同加载速率下煤岩试样力学参数与声发射规律研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 不同加载速率煤岩特性研究现状 |
| 1.3 受载煤岩声发射信号研究现状 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 2 煤岩不同加载速率的西原体力学模型分析 |
| 2.1 岩土材料力学参数对加载速率的响应规律 |
| 2.2 不同加载速率煤岩的西原体力学模型 |
| 2.3 不同加载速率煤岩的弹黏性变化规律 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 煤岩极限强度及弹性模量演化的加载速率效应 |
| 3.1 煤岩的加载速率效应分析 |
| 3.2 煤岩不同速率单轴加载试验方案 |
| 3.3 煤的极限强度及弹性模量演化规律 |
| 3.4 岩石的极限强度及弹性模量演化规律 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 不同加载速率煤岩的应力应变特征 |
| 4.1 数值模型的建立 |
| 4.2 煤的应力应变规律分析 |
| 4.3 岩石的应力应变规律分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 不同加载速率下煤岩试样的声发射规律 |
| 5.1 岩土材料声发射信号分析 |
| 5.2 试验声发射信号处理 |
| 5.3 不同加载速率下煤声发射信号演化规律 |
| 5.4 不同加载速率下岩石声发射演化规律 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 主要结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（6）低温处理煤岩力学渗流及声发射特性试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 低温作用下煤岩力学渗流特性研究现状 |
| 1.2.2 液氮致裂技术研究进展 |
| 1.2.3 煤岩声发射特征研究现状 |
| 1.2.4 含瓦斯煤力学渗流特征研究现状 |
| 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 |
| 第二章 低温对煤岩力学渗透特征影响机理分析 |
| 2.1 低温对煤岩力学特性影响机理 |
| 2.2 低温对煤岩渗流特性的影响机理 |
| 2.2.1 低温产生热应力诱发煤岩破裂 |
| 2.2.2 煤岩孔隙水分冰胀力诱发煤岩破裂 |
| 2.3 低温对防治煤与瓦斯突出机理 |
| 2.3.1 煤与瓦斯突出的规律及危害 |
| 2.3.2 低温防治煤与瓦斯突出机理 |
| 2.4 孔-裂隙冰水相变过程对煤岩热传导影响浅析 |
| 2.4.1 水冰相变过程中微观结构特征分析 |
| 2.4.2 水冰相变对煤岩传热影响机制分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 含瓦斯煤渗流及声发射试验系统 |
| 3.1 煤样的制备 |
| 3.1.1 阳泉新景煤矿15#煤层工作面概况 |
| 3.1.2 煤样的采集与加工 |
| 3.2 低温冷冲击试验装置 |
| 3.3 含瓦斯煤渗流实验系统 |
| 3.3.1 三轴试验装置介绍 |
| 3.4 声发射监测系统 |
| 3.4.1 声发射系统组成 |
| 3.4.2 声发射参数设置 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 低温处理煤岩结构演化及单轴力学特性分析 |
| 4.1 试验方案 |
| 4.1.1 低温环境箱处理煤样 |
| 4.1.2 液氮处理煤样 |
| 4.2 试验结果与分析 |
| 4.2.1 低温处理过程中煤样声发射特性 |
| 4.2.2 低温处理煤样单轴力学及声发射特性分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 低温处理原煤力学渗流及声发射特性研究 |
| 5.1 试验方案 |
| 5.2 声发射探头贴附三轴室外壁的可行性 |
| 5.3 试验结果与分析 |
| 5.3.1 低温作用后煤样力学及变形破坏特征分析 |
| 5.3.2 低温作用下煤样声发射特性分析 |
| 5.3.3 低温作用下含瓦斯煤渗流特性研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）采动影响下大倾角煤层巷道围岩破裂演化与失稳机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 存在的主要问题 |
| 1.4 研究内容及技术路线 |
| 1.5 主要创新点 |
| 2 压缩-剪切耦合作用下煤岩变形及破裂力学行为 |
| 2.1 实验系统及方案 |
| 2.2 实验结果分析 |
| 2.3 煤岩破坏过程中的能量演化规律 |
| 2.4 压缩-剪切耦合载荷下煤岩宏观破裂模式 |
| 2.5 压缩-剪切耦合载荷下煤岩体力学性能定量表征 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 压缩-剪切耦合作用下煤岩微破裂演化规律 |
| 3.1 煤岩破裂的声发射表征方法 |
| 3.2 不同倾角下煤岩破裂过程的声发射特征 |
| 3.3 不同加载速率下煤岩破裂过程的声发射特征 |
| 3.4 压缩-剪切耦合载荷下裂纹开裂模式演化规律 |
| 3.5 压缩-剪切耦合载荷下煤岩裂隙起裂力学机制 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 采动下大倾角煤层巷道破裂失稳机理模拟研究 |
| 4.1 数值计算模型的建立 |
| 4.2 煤层倾角对巷道围岩失稳模式的影响 |
| 4.3 采动强度对大倾角巷道围岩失稳模式的影响 |
| 4.4 弱面滑移效应对大倾角巷道围岩失稳机制的影响 |
| 4.5 大倾角煤层巷道围岩渐进破裂失稳机制 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 采动下大倾角煤层巷道围岩应力及变形力学分析 |
| 5.1 复变函数及保角变换理论 |
| 5.2 力学模型的建立与解答 |
| 5.3 算例分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 大倾角煤层回采巷道围岩稳定性控制体系与技术 |
| 6.1 支护下大倾角煤层巷道顶板自稳力学机制 |
| 6.2 大倾角煤层巷道“高预应力非对称”控制技术 |
| 6.3 工业性试验 |
| 6.4 采动下大倾角煤层回采巷道支护设计流程 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 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 |
（8）金龙2井区储层改造地质工程一体化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 国内外研究现状 |
| 1.1.1 地质工程一体化国内外研究现状 |
| 1.1.2 地质力学研究 |
| 1.1.3 水力压裂裂缝模拟研究 |
| 1.1.4 体积压裂裂缝扩展规律研究 |
| 1.2 本文主要研究内容 |
| 1.3 论文研究路线 |
| 1.4 创新点 |
| 第2章 地质概况 |
| 2.1 工区概况 |
| 2.2 地层特征 |
| 2.3 构造特征 |
| 第3章 地质模型建立 |
| 3.1 测井解释 |
| 3.2 地质建模 |
| 3.2.1 三维构造模型和地层网格模型 |
| 3.2.2 变差函数分析 |
| 3.2.3 方法原理 |
| 3.2.4 岩性模拟 |
| 3.2.5 金龙2储层砂体展布 |
| 3.2.6 金龙2储层属性 |
| 3.2.7 属性模拟结果分析 |
| 3.2.8 上乌尔禾组综合分析 |
| 第4章 地质力学模型建立 |
| 4.1 建模方法 |
| 4.2 岩心试验分析 |
| 4.2.1 声速试验的分析 |
| 4.2.2 三轴抗压试验的分析 |
| 4.2.3 地应力试验分析 |
| 4.3 动静态岩石力学参数校正 |
| 4.3.1 岩石力学参数(杨氏模量、泊松比)校正 |
| 4.3.2 地应力(最大、最小水平主应力)校正 |
| 4.4 一维岩石力学剖面建立结果 |
| 4.5 深部储层地质力学机理 |
| 4.6 三维地质力学建模流程 |
| 4.7 地质力学模型建模结果 |
| 第5章 压裂裂缝扩展规律及压裂参数优化研究 |
| 5.1 地质工程一体化水力压裂模拟 |
| 5.2 金龙2井区X井压裂裂缝模拟 |
| 5.3 模型基础参数设定 |
| 5.4 人工缝网压裂参数优化研究 |
| 5.4.1 排量对裂缝扩展形态影响 |
| 5.4.2 砂比对裂缝扩展形态的影响 |
| 5.4.3 净液量对裂缝扩展形态的影响 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（9）周期载荷下煤岩疲劳损伤破坏演化机理及声发射前兆特征研究（论文提纲范文）
| 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 主要研究内容与技术路线 |
| 2 周期载荷下煤岩疲劳损伤破坏演化的声发射试验方法 |
| 2.1 煤岩试样制备 |
| 2.2 煤岩试样力学试验系统 |
| 2.3 煤岩试样声发射检测分析系统 |
| 2.4 煤岩试样三轴加载声发射试验方法 |
| 2.5 周期载荷作用下煤岩试样疲劳破坏的声发射试验方案 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 周期载荷下煤岩疲劳损伤破坏演化的力学机制 |
| 3.1 周期载荷作用下煤岩疲劳破坏的强度特征 |
| 3.2 周期载荷作用下煤岩疲劳破坏的变形特征 |
| 3.3 周期载荷作用下煤岩疲劳破坏的弹性模量特征 |
| 3.4 周期载荷作用下煤岩疲劳破坏的损伤演化特征 |
| 3.5 周期载荷作用下煤岩疲劳破坏的能量耗散特征 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 周期载荷下煤岩疲劳损伤破坏演化的声发射特征 |
| 4.1 声发射技术的理论基础 |
| 4.2 周期载荷作用下煤岩疲劳破坏的声发射表征参数演化特征 |
| 4.3 周期载荷作用下煤岩疲劳破坏的声发射特征参数演化特征 |
| 4.4 基于声发射参量的煤岩疲劳损伤破坏机制 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于Hilbert-Huang Transform理论的煤岩周期载荷声发射信号频谱特征 |
| 5.1 Hilbert-Huang Transform方法基本理论 |
| 5.2 周期载荷作用下煤岩疲劳破坏的声发射信号频谱特征 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 周期载荷下煤岩疲劳损伤破坏演化的声发射前兆特征 |
| 6.1 周期载荷作用下煤岩疲劳损伤破坏演化过程的自相似特征 |
| 6.2 周期载荷作用下煤岩疲劳损伤破坏演化过程的突变特征 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要研究结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（10）煤岩体破裂过程多参量精准化观测实验及应用研究（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 研究现状 |
| 1.2.1 冲击地压研究现状 |
| 1.2.2 裂纹扩展声电效应研究现状 |
| 1.2.3 裂纹扩展图像研究现状 |
| 1.3 存在问题及不足 |
| 1.4 主要研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 研究方法及技术路线 |
| 第二章 煤岩压缩过程多参量信号规律试验 |
| 2.1 多参量精准化实验系统及试样 |
| 2.1.1 实验系统的搭建 |
| 2.1.2 实验系统的特点 |
| 2.1.3 煤岩样的制备 |
| 2.2 试验方案及步骤 |
| 2.2.1 实验方案 |
| 2.2.2 实验步骤 |
| 2.3 煤岩样破坏情况 |
| 2.3.1 单轴加载破坏强度 |
| 2.3.2 循环加载破坏阶段 |
| 2.3.3 分级加载破坏阶段 |
| 2.4 加载过程中的多参量信号变化规律 |
| 2.4.1 煤岩压缩破坏过程中的声电信号 |
| 2.4.2 主裂纹贯通过程中的声电信号 |
| 2.4.3 记忆效应对声电信号的影响 |
| 2.5 破裂时多参量信号的前兆及辨识 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 裂纹图像的精准化识别及定量分析 |
| 3.1 裂纹图像 |
| 3.1.1 裂纹扩展全过程图像 |
| 3.1.2 裂纹的三维图像 |
| 3.2 裂纹图像的动态识别 |
| 3.2.1 裂纹图像预处理 |
| 3.2.2 含裂纹图像的筛选 |
| 3.3 裂纹图像的定量化处理 |
| 3.3.1 图像差异化的批量处理 |
| 3.3.2 图像的展平 |
| 3.3.3 裂纹的动态扩展 |
| 3.3.4 岩爆现象对观测的干扰 |
| 3.4 破裂时的主裂纹当量长度 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 含裂隙煤岩破坏模型及预警重点区域数值模拟 |
| 4.1 煤岩破裂本构模型的建立 |
| 4.1.1 煤岩样破裂阶段划分 |
| 4.1.2 含裂隙的煤岩破坏模型 |
| 4.2 模型在FLAC中的显示差分化 |
| 4.2.1 FLAC~(3D)及FISH语言 |
| 4.2.2 模型的显示差分化 |
| 4.3 重点监控区域采动模型的建立 |
| 4.3.1 模拟煤层概况 |
| 4.3.2 采动模型及边界条件 |
| 4.4 重点监控区域模拟结果及分析 |
| 4.4.1 单一水平开采重点区域 |
| 4.4.2 上下水平同时开采危险区域 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 煤岩动力现象多参量预警系统的建立及应用 |
| 5.1 多参量综合预警体系的建立 |
| 5.1.1 EME、AE和裂纹预警指标的确定 |
| 5.1.2 预警系统的组成 |
| 5.2 冲击地压预警与数值模拟结果对比分析 |
| 5.2.1 电磁辐射分析 |
| 5.2.2 微震现场分析 |
| 5.2.3 井下工作面的图像分析 |
| 5.3 预警系统在注水和钻孔卸压中的效果评价 |
| 5.3.1 煤体大范围注水卸压 |
| 5.3.2 大直径定向钻孔卸压 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 研究不足及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间主要的科研成果 |
四、Kaiser Effect of EME During Deformation and Fracture of Coal and Rock（论文参考文献）
- [1]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)
- [2]采空区下动压巷道非对称变形机理及控制对策研究[D]. 郝晨良. 太原理工大学, 2021
- [3]砂岩破裂失稳声发射临界特征与Kaiser点识别研究[J]. 杨东辉,赵毅鑫,滕腾,张村,杨敬虎,杨志良,刘斌. 应用基础与工程科学学报, 2021(01)
- [4]淮南潘集矿区深部煤系岩石力学性质及其控制因素研究[D]. 沈书豪. 安徽理工大学, 2020(07)
- [5]不同加载速率下煤岩试样力学参数与声发射规律研究[D]. 杨博飞. 中国矿业大学, 2020
- [6]低温处理煤岩力学渗流及声发射特性试验研究[D]. 赵亮. 太原理工大学, 2020(07)
- [7]采动影响下大倾角煤层巷道围岩破裂演化与失稳机理研究[D]. 陈梁. 中国矿业大学, 2020(01)
- [8]金龙2井区储层改造地质工程一体化研究[D]. 何文. 成都理工大学, 2020(04)
- [9]周期载荷下煤岩疲劳损伤破坏演化机理及声发射前兆特征研究[D]. 邢鲁义. 山东科技大学, 2019
- [10]煤岩体破裂过程多参量精准化观测实验及应用研究[D]. 李艳奎. 太原理工大学, 2019(04)