充填采礦法由于資源回收率高,能有效防止圍巖冒落和地表塌陷,符合綠色礦山建設要求,應用愈來愈廣泛。膠結(jié)充填體在充填采礦法中承擔支撐礦房的重要作用,而其破壞往往是長期荷載下產(chǎn)生的蠕變破壞,因此,亟需開展膠結(jié)充填體蠕變特性及本構(gòu)模型研究,為膠結(jié)充填體穩(wěn)定性控制提供理論依據(jù)。首先,對不同尺寸立方體試樣開展單軸壓縮試驗,通過分析聲發(fā)射參數(shù)與超聲波波速變化規(guī)律,探討不同尺寸膠結(jié)充填體基本力學特性和損傷演化規(guī)律,結(jié)果表明,充填體強度與破壞形式均存在尺寸效應,聲發(fā)射與超聲波參數(shù)也均表現(xiàn)出隨尺寸而變化的規(guī)律。其次,根據(jù)膠結(jié)充填體尺寸效應研究,選出合適尺寸的充填體試樣,進而開展膠結(jié)充填體蠕變特性研究。結(jié)合聲發(fā)射監(jiān)測,分析了不同應力水平下蠕變變形與破壞特征,發(fā)現(xiàn)膠結(jié)充填體的蠕變變性特征受應力水平影響,聲發(fā)射特征與三階段蠕變變形特征變化規(guī)律較一致;膠結(jié)充填體蠕變破壞程度較為平緩,以結(jié)構(gòu)性失穩(wěn)破壞為主。結(jié)合超聲波測試技術(shù),表明了膠結(jié)充填體在減速和穩(wěn)定應力水平下,試樣內(nèi)部損傷較小;加速應力水平下,損傷快速擴大;膠結(jié)充填體蠕變破壞主要由損傷長期不斷積累,最終導致整體結(jié)構(gòu)性失穩(wěn)。最后,考慮應力水平和損傷的影響,引入損... 

【文章來源】：武漢科技大學湖北省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 問題提出與研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 膠結(jié)充填體尺寸效應研究現(xiàn)狀
        1.2.2 膠結(jié)充填體蠕變變形與破壞特征研究現(xiàn)狀
        1.2.3 膠結(jié)充填體蠕變損傷特征研究現(xiàn)狀
        1.2.4 膠結(jié)充填體蠕變本構(gòu)模型研究現(xiàn)狀
        1.2.5 聲發(fā)射與超聲波監(jiān)測技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 存在的問題與不足
    1.4 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 研究技術(shù)路線
第2章 膠結(jié)充填體尺寸效應研究
    2.1 不同尺寸膠結(jié)充填體力學試驗
        2.1.1 試樣尺寸的選擇
        2.1.2 材料的獲取
        2.1.3 試樣的制備與養(yǎng)護
        2.1.4 試驗設備
        2.1.5 試驗加載方案
    2.2 不同尺寸的膠結(jié)充填體強度與破壞特征
        2.2.1 不同尺寸的膠結(jié)充填體強度特征
        2.2.2 不同尺寸的膠結(jié)充填體破壞特征
    2.3 不同尺寸的膠結(jié)充填體損傷特征
        2.3.1 不同尺寸的膠結(jié)充填體聲發(fā)射特征
        2.3.2 不同尺寸的膠結(jié)充填體超聲波波速損傷特征
    2.4 膠結(jié)充填體強度與破壞影響因素分析
        2.4.1 能量對充填體強度的影響
        2.4.2 損傷對膠結(jié)充填體破壞形式的影響
    2.5 本章小結(jié)
第3章 膠結(jié)充填體蠕變變形與破壞特征研究
    3.1 膠結(jié)充填體蠕變聲發(fā)射試驗
        3.1.1 試樣尺寸的選擇
        3.1.2 材料的獲取
        3.1.3 試樣制備
        3.1.4 試驗設備
        3.1.5 試驗方案
        3.1.6 試驗結(jié)果
    3.2 膠結(jié)充填體蠕變變形特征
        3.2.1 不同應力水平下蠕變應變特征
        3.2.2 不同應力水平下蠕變聲發(fā)射特征
    3.3 膠結(jié)充填體蠕變破壞特征
        3.3.1 宏觀表壁破壞特征
        3.3.2 細觀聲發(fā)射特征
    3.4 本章小結(jié)
第4章 膠結(jié)充填體蠕變損傷特征與破壞機理研究
    4.1 膠結(jié)充填體蠕變超聲波試驗
        4.1.1 試樣與設備
        4.1.2 試驗方案
        4.1.3 試驗結(jié)果
    4.2 膠結(jié)充填體蠕變損傷特征
        4.2.1 單軸壓縮狀態(tài)下膠結(jié)充填體蠕變損傷
        4.2.2 分級蠕變狀態(tài)下膠結(jié)充填體蠕變損傷
    4.3 膠結(jié)充填體蠕變破壞機理
    4.4 本章小結(jié)
第5章 膠結(jié)充填體蠕變本構(gòu)模型研究
    5.1 膠結(jié)充填體蠕變特性
    5.2 改進的Burgers模型構(gòu)建
        5.2.1 引入新的黏性元件
        5.2.2 引入損傷變量
    5.3 基于改進Burgers模型的蠕變本構(gòu)方程
    5.4 模型參數(shù)的確定與驗證
        5.4.1 模型參數(shù)的確定
        5.4.2 模型參數(shù)的驗證
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學位期間取得的科研成果
附錄2 攻讀碩士學位期間參加的科研項目


【參考文獻】：
期刊論文
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[10]膠結(jié)充填體超聲波波速損傷演化試驗[J]. 程愛平,張玉山,戴順意,董福松.  金屬礦山. 2018(09)

博士論文
[1]金川二礦區(qū)下向分層采礦充填體力學行為及其作用的研究[D]. 馬長年.中南大學 2011



本文編號：3163938