一、层状复合岩体宏观力学参数的计算机模拟试验（论文文献综述）
黎胜[1]（2021）在《层状岩体局部强度与结构的宏观效应研究》文中进行了进一步梳理软硬互层结构是层状岩体常见的结构类型,在工程中通常具有较强的结构效应,是煤炭、页岩气等能源开采重点研究的岩体结构之一。然而,由于目前取芯工艺的限制和岩体结构的影响,此类层状岩体面临着取样难、现场物理力学性质难测定等问题,因此很难通过现场和足量的室内试验得出系统性的参数和变形分析结果。同时,通过室内试验对完整岩块进行测试所获得的局部物理力学参数也不能简单的等效为软硬互层结构岩体的整体力学参数。针对以上问题,本文以ABAQUS有限元软件为主要分析工具,采用扩展有限元法（XFEM）和损伤力学为主要研究理论,先通过Python语言和Inp文件设计了一种快速建立层状岩体模型的方法,然后对比分析了巴西劈裂数值与室内试验结果,验证了扩展有限元法（XFEM）和损伤力学理论的可行性,最后沿用该理论分析了单轴压缩下不同倾角、不同岩层厚度、以及不同厚度的软硬岩层随机分布下层状岩体的强度变形特征,拟合了软岩层细观单元强度、内摩擦角、粘聚力、弹性模量与岩体宏观弹性模量和岩体宏观单轴抗压强度的数量关系,同时探讨了4种细观参数对层状岩体宏观破坏形态的影响。结果表明:（1）通过对比室内和数值模拟中巴西劈裂试验的结果,二者岩样中裂隙的方向和形态基本一致,验证了XFEM法用于模拟岩体破裂的准确性。（2）在同一力学参数下,倾角是影响层状岩体强度和破坏的主要因素。45°层状岩体的破坏表现为软岩层的滑动,其岩体宏观强度要低于软岩层细观单元强度,而当倾角小于45°时,岩体破坏主要以“X”型剪切破坏为主,其宏观强度位于软硬岩层单元强度之间,但无论哪种倾角,岩体宏观弹性模量均低于软岩层单元的弹模。（3）对于软硬岩层等厚的层状岩体,当岩层倾角小于45°时,岩体的宏观弹性模量和单轴抗压强度与岩层厚度正相关,而当倾角等于45°时,岩体宏观强度和弹模随岩层厚度增加呈先增加后减少的趋势。（4）对于不同厚度软硬岩层随机分布的层状岩体,岩体的宏观弹性模量和单轴抗压强度对软硬岩层位置分布的响应不大,但其宏观强度和变形受岩层倾角和厚度影响较大。（5）45°层状岩体的监测点剪应力随时间增大无明显波动,而当倾角小于45°时,层状岩体的监测点剪应力随时间均出现了不同程度的波动,主要体现在剪应力峰值、方向和频率的变化。（6）层状岩体宏观弹模和单轴抗压强度与细观单元强度、内摩擦角、粘聚力、弹性模量线性拟合关系较好且呈正相关,其中以宏细观弹性模量、细观粘聚力与宏观单轴抗压强度的线性关系最优,其余情况下细观参数对宏观弹模和强度的影响随岩体结构和倾角的变化有所差异。（7）4种细观参数对层状岩体的变形破坏有明显影响,但影响范围与倾角和岩层厚度相关。当岩层倾角为45°时,其破坏模式基本不变,均以软岩层的滑动破坏为主,而当倾角小于45°时,岩体变形破坏出现明显不同,其中主要破坏形式有单“X”型、双“X”型、单条剪切面以及多条剪切面相互交错。研究成果为不同地质特征的层状岩体宏细观参数提供了量化关系,为认识倾角、岩层层厚、软岩层参数以及软硬岩层位置分布对层状岩体的强度和变形影响规律提供参考,同时也为工程中对类似地质条件的层状岩体进行稳定性分析提供指导。论文有图144幅,表7个,参考文献80篇。
宋欢[2]（2020）在《煤岩组合体弯曲破坏的断裂面特征规律实验研究》文中研究说明采空区上方层状岩体弯曲破坏的断裂形态是瓦斯运移路径的通道,也是瓦斯富集的区域。为获得煤岩层弯曲变形破坏的断裂面形态特征,制备了长方形组合体试件,开展了三点弯曲实验,系统研究了煤岩强度差异和厚度差异对断裂面形态的影响规律。（1）采用浇筑和自然叠放的方式,制备了尺寸为100mm×100mm×400m的煤岩组合体试块,设计了五种厚度比（1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3）和五种强度差异（5MPa、10MPa、15MPa、20MPa、25MPa）。（2）开展了煤岩组合体三点弯曲实验,发现同条件下浇筑试块的抗弯强度约为自然叠放试块1～2倍,应力-应变曲线呈现出双峰值特征。（3）提出对断裂面进行网络划分、采用SOLIDWORKS软件进行三维重构的方法,并提取了试块断裂面横、竖向轮廓线与中心面的距离、角度及角度变化三个量进行断裂面的定量分析。（4）利用SOLIDWORKS软件测量分析的功能,得出距离、角度两个特征参数的具体数值,距离特征参数表明,煤岩组合体弯曲破坏时,裂纹从下部某处随机产生,并逐渐向加载点靠拢;角度特征参数表明,浇筑煤岩组合体的断裂面变化程度小于自然叠放试块,且断裂面的变化程度会随着厚度差异增大而减小。（5）利用ABAQUS软件模拟煤岩组合体弯曲破坏过程,分析了煤岩组合体弯曲破坏特征,当裂缝扩展至煤岩组合体交界面处时会沿着交界面水平迁移,此时裂纹尖端出现局部应力集中的现象;下层岩体厚度差异增大对局部应力集中的现象有弱化作用,以剪应力为主导的混合破坏模式是导致裂缝水平迁移的关键因素。通过实验室试验、数值模拟和理论分析的方法,得到了煤岩组合体在弯曲破坏作用下的力学特征与断裂面形态特征,研究成果对于分析上覆裂隙发展规律具有重要的指导意义。图[326]表[68]参[100]
杨硕[3]（2020）在《深部复合地层TBM隧道支护作用机理与稳定控制研究》文中研究指明TBM工法在交通、水利和矿山等领域应用广泛,在高山地区的TBM隧道施工中难以避免会遇到高应力环境下的软硬复合地层工况。深部软硬复合地层中的软岩和高地应力构成了围岩发生挤压大变形的基本条件,极易引起隧道工程的失稳破坏。基于深部复合地层TBM隧道施工的复杂工况条件,围岩稳定控制必须深入揭示支护体系的作用机理。本文依托国家973项目课题,采用室内试验、数值模拟、理论分析以及智能算法相结合的方法,包括特色的岩土变形计算机视觉量测系统,较为全面地研究了复合岩层的力学性质与破坏特征、深部复合地层TBM隧道掘进中的围岩变形与支护机理以及围岩变形的非均匀支护结构控制,取得了以下主要研究成果:（1）采用泥岩与砂岩胶结制作层间黏结强度已知的复合岩层试样,通过岩石力学伺服试验系统,获得了有侧限单轴压缩条件下的力学性质与破坏特征。复合岩层强度各向异性程度大于变形各向异性程度,声发射特征与复合岩层的倾角以及非协调变形密切相关。（2）自主研制了中小型电机双轴加载隧道相似物理模拟试验系统。该试验系统由加载试验机、隧道模型箱和支护模拟装置组成。其中,加载试验机采用伺服电机作为动力源,可实现单轴单、双向及双轴加载功能,能较好地模拟深部隧道工程复杂的受力环境;配套研制的横、纵断面隧道模型箱以及多重支护结构,为模型试验提供了条件支撑。（3）获得了深部复合地层TBM隧道不同工况下围岩破裂演化特征以及破坏模式。研究发现复合岩层中软、硬岩的非协调变形控制了岩体的损伤破坏演化过程;同时,采用神经网络建立了复合岩层变形全过程和破裂模式的实验预测方法,为复合地层TBM隧道支护作用机理研究提供了一种新方法。（4）基于模型试验和数值模拟,揭示了深部复合地层TBM隧道支护作用机理。研究表明支护不仅降低了围岩变形量,更增加了变形均匀性,调动了更大范围的围岩进行承载;同时,支护提高了围岩的整体性以及软、硬岩变形的协调性,调动了围岩的自承载作用,尤其是硬岩对软岩的支撑作用,减小了软岩与结构面处的损伤区范围。（5）为应对深部复合地层洞周围岩呈现非协调变形问题,提出了基于“衬砌+非均匀抗剪锚杆”联合支护的复合地层围岩稳定控制方法。数值分析表明,该方法能够有效控制复合地层的非协调变形,改善衬砌的局部受力状态,为深部复合地层TBM隧道支护设计提供参考。论文研究成果在深部复合地层TBM隧道支护作用机理与稳定控制方面具有较为重要的理论意义与实践应用价值。该论文有图89幅,表17个,参考文献145篇。
崔华龙[4]（2019）在《层厚比对砂泥岩互层岩体力学特性的影响研究》文中认为我国西南地区广泛分布着砂泥岩互层岩体,现有标准规定砂泥岩互层岩体的基本力学参数,当层厚在5米以下时按泥岩取值,对不同工程场景、不同的层厚比例关系未作进一步区分。本文引入泥岩层厚与砂层岩厚之比,即层厚比,从影响砂泥岩互层岩体力学参数的因素出发,运用FLAC3D进行三轴数值试验和单轴数值试验,分析不同层厚比、层厚、岩层倾角、模型尺寸等因素影响下砂泥岩互层岩体的抗剪强度参数、抗压强度和弹性模量的变化规律,并为实际工程中砂泥岩互层岩体力学参数的取值提供参考。取得如下主要成果:（1）其他条件相同时,对层厚比单因素分析发现:层厚比不同,砂泥岩互层岩体的力学特性不同。随层厚比的增大,其力学参数有趋于劣化的趋势。砂泥岩互层岩体的层厚比在0.10.75区间内时,其抗剪强度参数、抗压强度、弹性模量随层厚比的增加而减小,且变化幅度较大,在实际工程中应考虑层厚比的影响,按现场试验结果取值;当层厚比在0.752区间内时,以上力学参数随层厚比的变化幅度较小,且基本与泥岩的力学参数相一致,故在实际工程中按泥岩的参数取值是客观可行的。（2）层厚对砂泥岩互层岩体力学特性的影响规律需要区分层厚比来确定。砂泥岩互层岩体的粘聚力、内摩擦角和抗压强度均随层厚的减小而增大。层厚比在0.10.75区间内时,层厚越小,粘聚力、内摩擦角和抗压强度越大,且远大于泥岩参数,也就是说实际工程中不应仅按泥岩的粘聚力、内摩擦角和抗压强度取值,具体取值建议根据实际情况或现场试验确定;层厚比在0.752区间时,粘聚力、内摩擦角和抗压强度随层厚的变化较小,且基本与泥岩参数一致,可按泥岩参数取值。层厚对岩体弹性模量的影响为层厚减小,砂泥岩互层岩体的弹性模量呈减小趋势,层厚比在0.10.5区间时,砂泥岩互层岩体的弹性模量随层厚的减小变化较大,且弹性模量较大,在0.52区间时,弹性模量变化较为平稳,但还是大于泥岩的弹性模量,在实际工程中,可按35倍的泥岩弹性模量取值,岩层较薄时取较大值,岩层较厚时,可取较小值。（3）岩层倾角对砂泥岩互层岩体粘聚力、内摩擦角、抗压强度、弹性模量的影响规律也应区分不同层厚比来确定。岩层倾角小于50°,且层厚比在0.10.75区间时,粘聚力和抗压强度与泥岩的参数基本一致,实际工程中可按泥岩的粘聚力和抗压强度取值;岩层倾角大于50°,层厚比在0.752时,粘聚力和抗压强度涨幅较大,实际工程中应按实际情况取值;岩层倾角对内摩擦角和弹性模量的影响规律总体呈“U”型变化。（4）模型尺寸对砂泥岩互层岩体的力学特性影响较小,模型尺寸增大,岩体力学参数呈减小趋势。抗剪强度参数、抗压强度和的弹性模量层厚比在0.10.75区间内砂泥岩互层岩体的力学参数变化较大,在实际工程中应根据实际情况按现场试验参数确定,在0.752区间内基本不变,且与泥岩的参数相近,实际工程中可按泥岩的参数取值。（5）以长寿二桥北锚基坑为例,通过模拟基坑变形数据与实际监测的变形数据的比较结果可知,在实际工程中,考虑层厚比、岩层厚度、岩层倾角等因素对砂泥岩互层岩体力学参数的影响,按照等效岩体参数取值更为符合实际。
王正廷[5]（2019）在《冲击载荷作用下层状巷道底板冲击地压模拟研究》文中指出冲击地压是以煤岩体突然急剧猛烈破坏为特征的一种矿山动力现象,其中底板冲击地压发生频繁并且对矿井安全开采造成巨大影响。但是学者们对底板具有层状结构的矿井发生底板冲击地压机理研究较少,需进一步深入研究。本文根据大量底板冲击地压资料,进行统计分析得出层状底板冲击地压发生特点,建立层状底板冲击地压的层裂结构破坏模型。以河南义马跃进冲击地压矿井为实例,测试煤岩层的物理力学性质,并采用数值模拟研究了冲击载荷作用下巷道底板冲击地压的演化规律,与现场结果相比对。讨论了不同影响因素（内因、外因）对层状底板冲击地压的影响规律,本文取得的主要研究结果如下:（1）层状底板的稳定性主要取决于层状底板结构的临界应力值与层状底板上的动静载荷值的相对大小。层状底板的临界应力值与其结构的强度（岩性组合强度以及岩层层厚比）有关。层状底板结构所受动静载荷值不仅与冲击载荷强度有关,还与所处工况下的水平构造应力和上岩层由于重力引起的水平应力有关。层状底板在冲击载荷作用下发生严重变形导致巷道底鼓破坏,最终导致巷道整体失稳。（2）对冲击地压矿井载荷监测资料进行分析,提出冲击载荷衰减曲线方程。测试各煤岩层物理力学性质,采用有限元软件模拟底板具有层状结构的义马跃进冲击地压矿井受冲击载荷作用发生底板冲击地压的演化规律。义马跃进矿由于开采引起巨厚坚硬的砾岩顶板大面积运动,巷道围岩在冲击载荷作用下,由于层状底板中存在较高的水平应力,处于极限状态,在外界动力扰动后,打破了应力平衡的极限状态,发生层裂破断,释放大量能量,发生冲击显现。随着冲击载荷持续作用,应力峰值移至底板深部,造成底板弹性能的释放,塑性破坏的深度也越来越深。在静动载共同作用下,层状巷道底板以垂直位移为主,模拟结果与现场实际冲击地压灾害相一致。（3）层状底板冲击地压主要的诱发因素是:冲击载荷强度、水平构造应力大小、层状底板的岩性组合及岩层层厚比。数值模拟结果表明:随着冲击载荷强度不断增大,巷道底板瞬时底鼓位移值呈现非线性增加,巷道更容易发生底板冲击地压;随着侧压系数增加,层状底板在静载作用下的水平应力增加,破坏所需水平应力值减少,受冲击载荷作用后更易超过极限应力状态失稳破坏。层状底板所受水平应力强度越大,巷道底板底鼓位移量呈现非线性增加。层状巷道底板的岩性组合及各岩层的层厚比存在一个最易发生冲击地压的范围,层状底板岩性强度越大、坚硬层的厚度比越大,对冲击载荷的抵抗能力越强。该论文有图62幅,表7个,参考文献73篇。
夏磊[6]（2019）在《层状岩体力学特性及水力压裂应力阴影效应研究》文中认为层状岩体在地球表面分布十分广泛,是许多基础设施建设和资源开发项目的载体。随着实际工程建设规模越来越大、资源开采深度越来越深,对岩体基本物理力学特性的研究就显得越来越重要。层状岩体作为一种复杂的横观各向同性材料,开展其力学行为及破坏模式的研究对于保证岩体工程安全、提高深地资源开采效率都具有重要的学术意义和实用价值。本文以层状岩体为研究对象,采用室内试验和数值模拟分析相结合的方法,对层状岩体在单轴压缩和直剪试验中的力学特性和破坏模式及水力压裂中裂纹扩展和应力阴影效应开展研究,主要研究内容和成果如下:（1）结合现有层状岩体模拟试验试样制作方法的优点,提出一种新的制样方法,即以水泥砂浆来模拟基岩材料,以环氧树脂类胶凝材料为粘结剂,通过浇筑、拼装、粘贴、切割、打磨、成型等工序,制作出基岩和层理力学特性均可控的层状类岩体试样,用以开展层状类岩体单轴压缩及直剪室内试验研究。单轴压缩试验结果表明,层状类岩体试样的弹性模量和峰值强度都随着层理倾角的增大而呈现先降低后增大的U型变化规律,符合实际天然层状岩体的变形和强度特征。直剪试验结果表明,随着层理倾角的增大,层状类岩体的抗剪强度指标呈现先增大、后减小、再增大的变化趋势,在30°左右取极大值,在60°左右取极小值;层理间距对其剪切特性的影响较小;层理粘接强度的提高会增强试样的抗剪强度。（2）归纳总结了颗粒流离散元中现有对层理的建模方法,在此基础上提出改进后的层理建模方法,克服了传统方法中层理处先天和后期加载过程中出现的刚性颗粒“越位”缺陷,同时保证层理上下层基岩体颗粒充分接触。通过开展层状岩体单轴压缩数值模拟中宏细观参数的敏感性分析,提出一套针对层状岩体数值模型的宏细观参数标定方法。以层理倾角β=90°时的试样标定基岩体细观参数,引入细观层理厚度dsj,可同时保证对层理倾角β=0°和90°时层状岩体试样强度特性的模拟。以Boryeong页岩的宏观参数作为标定对象,并与试验结果及相关文献的模拟结果进行对比,证明采用本文提出的宏细观参数标定方法所得到的细观参数能更好地模拟层状岩体的力学特性。（3）利用颗粒流离散元数值模拟方法的优势,开展一系列单轴压缩及直剪数值试验,分析不同层理条件下数值试样在加载过程中的细观颗粒速度矢量分布、细观颗粒接触力分布、细观微裂纹发展及宏观裂纹扩展演化规律,探究不同层理条件下层状岩体的物理力学特性及破裂机理。随着层理倾角的增大,层状岩体试样的单轴压缩破坏模式依次为沿基岩的张拉破坏、沿基岩张拉和沿层理剪切滑移的混合破坏、沿层理的剪切滑移破坏、沿层理方向的张拉破坏四种,层状岩体的直剪破坏模式随层理倾角的变化主要可以归纳为以下四种:β=0°时完全沿层理的滑移剪切破裂;β=15°30°时试样内层理及基岩体同时发生破裂,随后只发生基岩内的剪断破坏,并逐步在预设剪切面处形成贯通破裂面;β=45°75°时,试样在已破裂的层理两端发生垂直于层理方向的基岩破裂,在试样中部形成剪切破坏区域;β=90°时为完全沿基岩的剪断破裂。数值试验的结果与室内试验结果基本吻合。层理间距的增大及层理强度的增强会抑制层状岩体试样在直剪过程中形成剪切破坏区域。（4）改进已有的颗粒流离散元流固耦合计算原理,建立层状岩体水力压裂数值模型。开展不同初始地应力比、不同层理倾角条件下的层状岩体水力压裂数值试验,结果表明:层理倾角及初始地应力比共同影响着水力裂缝的扩展方向,当初始地应力比较大时,两者对水力裂缝扩展方向的影响以地应力比为主;当初始地应力比较小时,层理的存在会诱导水力裂缝沿着层理方向扩展。通过合理布置测量圆,监测水力压裂过程中不同层理倾角试样中的应力分布,研究了水力压裂中单一初始水力裂缝下不同层理倾角层状岩体的应力阴影效应,并与均质岩体中的应力阴影效应对比。结果表明,层理的存在会增强水力裂缝的应力阴影效应,且随着层理倾角的增大,层理对单一水力裂缝所产生的应力阴影效应的影响逐渐减弱。
邵光钦[7]（2019）在《层状岩体变形破坏及裂纹扩展试验与数值模拟》文中提出层状岩体在自然界广泛存在,通常具有明显的各向异性特征,优势层面大多属于物质分异面,岩层之间的力学差异性会使岩体内部形成各种宏细观裂隙、节理等缺陷,这些初始损伤使岩体受力变形过程更为复杂。对于层状岩体的研究应着重于层间的变形与各向异性的力学关系,建立结构面的几何特性与力学特性间的关系。此外,对于如边坡或硐室含有多节理的层状岩体,除考虑层面的影响外,还应需分析裂隙、节理等对变形特征和强度特性的影响。因此,本文结合室内试验、理论分析及数值模拟手段,研究了层状岩体变形破坏特征和强度特性,并进一步分析了裂隙对层状岩体力学特性的影响及层状岩体边坡的变形机制。具体研究内容和主要研究成果包括以下几点:（1）利用不同层理倾角的层状复合类岩石试样开展了常规单、三轴压缩试验,对比分析了不同层理倾角、围压下应力-应变曲线特征、变形和破坏模式,总结了层理倾角和围压效应对层状岩体各向异性特征的影响规律。基于非线性破坏准则对滑移、非滑移两种破坏模式的强度进行理论分析,所计算的不同围压下峰值强度很好吻合了室内试验数据。（2）开展了含预制裂隙层状复合类岩石试样常规单轴试验,分析了不同裂隙倾角、层理倾角下应力特征、强度特性和破坏模式,总结了裂纹的起裂、扩展和贯通破坏的基本类型,对比了有无裂隙下层状复合岩体的变形、强度特征,探讨了预制裂隙的存在对不同层理倾角下的层状岩体强度变形的影响规律。（3）基于颗粒流PFC2D进行宏观强度的细观参数标定,对层状、含裂隙层状的室内常规单、三轴试验进行数值模拟分析,对比分析了数值和试验模型的宏观强度和模型破坏形式,研究了模型中微裂纹、细观力链随宏观力学强度的演化过程。（4）基于层状岩体边坡中结构面特征,对概化的层状边坡数值模型进行重度增加法计算,利用裂纹扩展形态和位移场特征分析不同层理倾角、边坡坡角下模型边坡的变形机制,并以特定边坡模型为例,分析了坡体应力、微裂纹数目随边坡变形的演化过程,探讨了软弱层风化影响下裂隙层状边坡破坏机制和影响规律。
马文亚[8]（2019）在《层状岩体裂隙在层理面的扩展演化特性》文中认为随着中国经济和技术的快速发展,近年来大型基础设施建设正在如火如荼的进行中,构建于层状岩体中的隧道及地下空间工程不断涌现,层状岩体裂隙的扩展演化机理成为亟待突破的科学问题。由于自然状态下的层状岩体取材及加工较为不易,本文采取层状岩体类岩石试样替代层状岩体进行试验研究。试验在劈裂条件下进行试验,并结合数值软件PFC来探究层状岩体裂隙在层理面的扩展演化特性。本文的主要研究内容如下:（1）确定材料配合比,试验选用普通硅酸盐水泥、河沙和自来水按照配合比浇筑层状岩体类岩石试样。通过单轴压缩和巴西劈裂测定材料的抗压强度和抗拉强度,进而对比页岩与层状岩体类岩石试样力学性能。试验方案设计有6种层理面倾角和3类预置裂隙,对层状岩体类岩石试样进行劈裂试验,并记录试样表面裂纹的扩展过程和试样的荷载位移曲线,进一步分析劈裂条件下试样在不同层理面倾角和预置裂隙位置对层状岩体裂隙在层理面的扩展演化。（2）基于试验,采用颗粒流数值软件—PFC2D进行层状岩体裂隙在层理面的扩展演化特性的数值模拟研究。由于模型细观参数与试验宏观现象没有直接联系,首先通过标定试验,建立宏观与微观的映射联系。标定试验的目的在于确定细观参数,可以用模型细观参数阐述层状岩体裂隙在层理面扩展演化特性的宏观结果。（3）对比试验和模拟结果,探究层理面倾角和预置裂隙位置对层状岩体裂隙在层理面扩展演化特性的影响,记录了层状岩体裂隙在层理面的扩展演化过程和模型组成颗粒位移场的演化途径,并深入探究围压对层状岩体裂隙在层理面的扩展演化的影响。
刘晓云[9]（2018）在《矿岩接触带巷道顶板变形破坏规律及稳定性评价研究》文中提出当巷道穿过矿岩接触带时,岩体应力平衡状态受到扰动,造成应力场重新分布。由于不同岩体应力场分布特征的差异,接触带两侧岩体产生不协调变形,导致巷道顶板变形破坏甚至失稳。因此,研究矿岩接触带巷道顶板应力场分布特征,掌握其变形破坏规律,是保障巷道安全稳定的基础。依托国家自然科学基金项目“接触带巷道非协调变形破坏机理及控制原理研究（51574183）”,采用理论分析、数值模拟、实验室试验和现场试验,对矿岩接触带巷道顶板变形破坏规律及稳定性评价开展了系统研究。开展矿岩接触带复合岩体试件单轴压缩声发射试验研究,获取基本力学参数,分析了相似材料强度比值、体积占比对复合岩体试件变形破坏的影响;基于复合岩体试件破坏情况,定义了裂纹长度扩展因子,以声发射事件计数变化进行验证,表征出复合岩体试件变形破坏的三种形态。采用轴对称问题圆柱坐标平衡微分方程,构建了复合岩体试件径向和环向应力关系式,计算了复合岩体试件接触面应力变化与弹性模量比值和接触面角度的关系。研究表明复合岩体试件接触面径向应力和环向应力随弹性模量比值的增大而减小,随接触面角度的增大而减小,为接触带巷道顶板变形破坏主要影响因素选取提供了依据。利用数值模拟方法,分析了矿岩强度差异、接触面角度及埋深等主控因素对矿岩接触带巷道围岩应力分布、顶板沉降变形及围岩塑性区分布的影响,揭示出矿岩接触带巷道顶板沉降变形沿走向具有明显的区域性特征。运用相似理论,构建了大冶铁矿矿岩接触带巷道物理相似模拟试验模型,设计了沿巷道走向与矿岩接触面对称布置应变位移计的监测方案,揭示出邻近巷道开挖增大了接触带巷道两侧岩体的不协调沉降变形程度。对大冶铁矿矿岩接触带巷道进行现场监测,发现接触带巷道大理岩侧顶板沉降量和沉降速率大于铁矿侧顶板沉降量和沉降速率。相似模拟和现场监测试验结果的一致性,验证了矿岩接触带巷道顶板沉降变形规律的可信性。对大冶铁矿接触带巷道进行现场调查和统计分析,归纳出矿岩接触带巷道顶板变形破坏的基本类型与特征。结合巷道开挖后岩体应力集中和转移的现象,基于剪应力强度理论,阐述了矿岩接触带巷道顶板岩体发生剪切破坏的演化机理。构建矿岩接触带巷道顶板岩梁力学模型,对矿岩接触带巷道顶板结构进行力学分析,推导了接触带巷道顶板沉降量表达式。研究揭示矿岩接触带巷道顶板变形破坏是剪切应力和压应力共同作用的结果,为矿岩接触带巷道顶板变形破坏规律提供了理论解释。针对接触带巷道稳定性评价的不确定性,基于未确知测度理论,进行接触带巷道稳定性评价指标分级,建立单指标测度函数,构建了接触带巷道稳定性未确知测度评价模型。以大冶铁矿尖林山矿岩接触带巷道为样本,运用所构建模型开展了稳定性评价,评价结果与矿山实际吻合。未确知测度评价模型对矿岩接触带巷道稳定性评价具有较好的适用性,为矿岩接触带巷道稳定性评价提供了新的思路。矿岩接触带复合岩体力学特征、巷道顶板沉降变形规律和基于未确知测度理论的巷道稳定性评价模型等关键问题的系统研究,有效揭示了矿岩接触带巷道顶板变形破坏规律,提出了适用于矿岩接触带巷道的稳定性评价方法,为矿岩接触带巷道顶板稳定性控制与治理提供了理论支撑和工程实践指导。
殷鹏飞[10]（2016）在《层状复合岩石试样力学特性单轴压缩试验与颗粒流模拟研究》文中研究说明受到地球漫长而复杂的地质活动作用,自然界中广泛分布着层状复合岩层这一特殊的地质体,这种岩层往往由不同岩性的岩层交替构成,并且层与层之间的结合十分紧密。不同于一般单一岩性的岩体,这种层状复合岩层的非均质性、不连续性和各向异性特征更加显着,其力学特性不仅受各层间结构面力学特性的影响,各层的力学特性、结构面的倾角等对岩体工程的稳定与安全同样至关重要,因此,我们需要对层状复合岩层的基本力学特性有一些深入的了解,认清它的变形破坏机理,以求对工程实际有一定的参考指导意义。本文采用相似材料,模拟制作了层状复合岩层的类岩石试样,通过室内单轴压缩试验和颗粒流数值模拟的方法,研究分析了层状复合岩层的相关力学特性。主要研究工作如下:（1）设计加工了专门用于层状复合岩层类岩石试样制作的模具,研究了钻取、加工不同岩层倾角试样的方法;采用普通硅酸盐水泥、石英砂和熟石膏等相似材料,通过一系列的配比试验,配制了两种不同力学特性的相似材料,将这两种相似材料分别制作成单一类岩石试样,进行常规三轴压缩试验和巴西劈裂试验,研究了它们的基本力学特性。（2）制作了由这两种不同力学特性相似材料组成的层状复合岩层类岩石试样,试样分为三组不同的层厚比,每组试样7种不同的岩层倾角,对这些试样进行了单轴压缩试验,同时记录了试样的声发射（AE）数据和试样表面的裂纹扩展过程,分析了试样单轴压缩的强度变形特性、声发射特征和破坏模式。（3）采用颗粒流模拟程序—PFC2D,通过对不同区域赋值不同的参数和加入节理的方法,构建了层状复合岩层类岩石试样的模拟模型,在对节理细观参数进行敏感性分析的基础上调试得到了一组能反映实际试验宏观力学特性的PFC2D细观参数,由此模拟验证了层状复合岩层类岩石试样室内单轴压缩试验结果,并从模拟得到的试样的裂纹数目和细观位移场等方面深入分析了层状复合岩层类岩石的变形破坏机理。
二、层状复合岩体宏观力学参数的计算机模拟试验（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、层状复合岩体宏观力学参数的计算机模拟试验（论文提纲范文）
（1）层状岩体局部强度与结构的宏观效应研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及其意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容和研究路线 |
| 2 岩体变形破坏计算理论基础 |
| 2.1 岩体强度理论 |
| 2.2 单元破裂理论 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 单元破裂试验与数值验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试样制备 |
| 3.3 实验设备 |
| 3.4 岩样力学参数测定 |
| 3.5 岩石巴西劈裂试验及数值验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 层状岩体对结构和层厚分布的响应分析 |
| 4.1 ABAQUS软件简介 |
| 4.2 数值模型建立 |
| 4.3 水平层状岩体的强度及变形分析 |
| 4.4 倾斜层状岩体的强度及变形分析 |
| 4.5 不同层厚岩层随机分布下层状岩体的强度及变形分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 细观参数对层状岩体宏观参数及变形的影响分析 |
| 5.1 数值计算方案 |
| 5.2 细观弹性模量对岩体宏观参数及变形的影响 |
| 5.3 细观单元强度对岩体宏观参数及变形的影响 |
| 5.4 细观单元内摩擦角对岩体宏观参数及变形的影响 |
| 5.5 细观单元粘聚力对岩体宏观参数及变形的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 ABAQUS中Inp文件 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（2）煤岩组合体弯曲破坏的断裂面特征规律实验研究（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 层状岩体的力学性能研究现状 |
| 1.2.2 层状岩体裂纹扩展规律的研究 |
| 1.2.3 目前存在的问题 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 2 实验系统构建与实验方案 |
| 2.1 实验系统与实验方案 |
| 2.1.1 实验系统 |
| 2.1.2 实验方案 |
| 2.1.3 实验步骤 |
| 2.2 断裂面分析方法 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 断裂面形态表征方法 |
| 3.1 断裂面三维表征方法 |
| 3.1.1 断裂面形态表征方法及步骤 |
| 3.1.2 断裂面三维建模 |
| 3.2 断裂面轮廓线及中心面选择 |
| 3.2.1 断裂面轮廓线选择 |
| 3.2.2 参照中心面的选择 |
| 3.3 断裂面特征参数 |
| 3.3.1 特征参数选择 |
| 3.3.2 特征参数测量 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 煤岩组合体弯曲变形破坏的断裂面特征 |
| 4.1 煤岩组合体弯曲破坏特征 |
| 4.1.1 煤岩组合体弯曲变形发展过程 |
| 4.1.2 厚度差异对煤岩组合体抗弯强度的影响 |
| 4.1.3 强度差异对煤岩组合体弯曲破坏的影响 |
| 4.2 特征参数选择与S2的计算 |
| 4.3 厚度差异对断裂面破坏特征的影响 |
| 4.3.1 厚度差异对浇筑试件断裂面轮廓线的影响 |
| 4.3.2 厚度差异对自然叠放试件断裂面轮廓线的影响 |
| 4.4 强度差异对断裂面破坏特征的影响 |
| 4.4.1 强度差异对浇筑试件断裂面轮廓线的影响 |
| 4.4.2 强度差异对自然叠放试件断裂面轮廓线的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 煤岩组合体的裂缝扩展数值模拟 |
| 5.1 ABAQUS有限元软件 |
| 5.2 数值模拟方案及过程 |
| 5.2.1 数值模拟方案 |
| 5.2.2 数值模拟过程 |
| 5.3 模拟结果分析 |
| 5.3.1 试件破坏过程 |
| 5.3.2 应力演化特征 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（3）深部复合地层TBM隧道支护作用机理与稳定控制研究（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 深部复合岩层的力学特性与变形特征 |
| 2.1 试验材料与试验过程 |
| 2.2 复合岩层力学与声发射特性 |
| 2.3 复合岩层变形演化特征与破坏模式 |
| 2.4 复合岩层损伤演化模拟分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 深部复合地层TBM隧道支护作用规律 |
| 3.1 试验系统研制 |
| 3.2 隧道试验模拟方法 |
| 3.3 基于横断面试验的支护作用规律分析 |
| 3.4 基于纵断面试验的支护作用规律研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 深部复合地层TBM隧道支护作用机理 |
| 4.1 数值模拟方法 |
| 4.2 深部复合地层TBM隧道支护作用机理分析 |
| 4.3 围岩变形与支护作用的影响因素分析 |
| 4.4 深部复合地层TBM隧道支护作用机理讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 深部复合地层TBM隧道围岩稳定控制 |
| 5.1 复合岩层变形模式的神经网络预测方法 |
| 5.2 深部复合地层非协调变形控制方法 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（4）层厚比对砂泥岩互层岩体力学特性的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题依据及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 软岩的研究现状 |
| 1.2.2 软弱结构面的研究现状 |
| 1.2.3 互层岩体力学特性的研究现状 |
| 1.2.4 数值模拟的研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.3.1 层厚比对砂泥岩互层岩体力学特性的影响 |
| 1.3.2 层厚对砂泥岩互层岩体力学特性的影响 |
| 1.3.3 岩层倾角对砂泥岩互层岩体力学特性的影响 |
| 1.3.4 尺寸效应对砂泥岩互层岩体力学特性的影响 |
| 1.3.5 研究方案 |
| 1.3.6 研究技术路线 |
| 第二章 砂泥岩互层岩体数值试验研究方案 |
| 2.1 数值试验基本假设 |
| 2.2 砂泥岩互层岩体三轴数值试验原理与方法 |
| 2.3 砂泥岩互层岩体单轴数值试验原理与方法 |
| 2.4 模型参数的选取及模型建立 |
| 2.5 数值试验方案设计 |
| 2.5.1 层厚比 |
| 2.5.2 层厚 |
| 2.5.3 岩层倾角 |
| 2.5.4 尺寸效应 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 砂泥岩互层岩体抗剪强度参数影响因素分析 |
| 3.1 层厚比对砂泥岩互层岩体抗剪强度参数的影响 |
| 3.1.1 应力应变曲线 |
| 3.1.2 层厚比对砂泥岩互层岩体黏聚力的影响 |
| 3.1.3 层厚比对砂泥岩互层岩体内摩擦角的影响 |
| 3.1.4 三轴数值试验下层厚比对砂泥岩互层岩体变形特征的影响 |
| 3.2 层厚对砂泥岩互层岩体抗剪强度参数的影响 |
| 3.2.1 应力应变曲线 |
| 3.2.2 层厚对砂泥岩互层岩体黏聚力的影响 |
| 3.2.3 层厚对砂泥岩互层岩体内摩擦角的影响 |
| 3.2.4 三轴数值试验下层厚对砂泥岩互层岩体变形特征的影响 |
| 3.3 岩层倾角对砂泥岩互层岩体抗剪强度参数的影响 |
| 3.3.1 应力应变曲线 |
| 3.3.2 岩层倾角对砂泥岩互层岩体黏聚力的影响 |
| 3.3.3 岩层倾角对砂泥岩互层岩体内摩擦角的影响 |
| 3.3.4 三轴数值试验下岩层倾角对砂泥岩互层岩体变形的影响 |
| 3.4 尺寸效应对砂泥岩互层岩体抗剪强度参数的影响 |
| 3.4.1 应力应变曲线 |
| 3.4.2 模型尺寸对砂泥岩互层岩体黏聚力的影响 |
| 3.4.3 模型尺寸对砂泥岩互层岩体内摩擦角的影响 |
| 3.4.4 三轴数值试验下模型尺寸对砂泥岩互层岩体变形的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 砂泥岩互层岩体抗压强度影响因素分析 |
| 4.1 层厚比对砂泥岩互层岩体抗压强度的影响 |
| 4.1.1 应力应变曲线 |
| 4.1.2 层厚比对砂泥岩互层岩体抗压强度的影响 |
| 4.1.3 单轴数值试验下层厚比对砂泥岩互层岩体变形的影响 |
| 4.2 层厚对砂泥岩互层岩体抗压强度的影响 |
| 4.2.1 应力应变曲线 |
| 4.2.2 层厚对砂泥岩互层岩体抗压强度的影响 |
| 4.2.3 单轴数值试验下层厚对砂泥岩互层岩体变形的影响 |
| 4.3 岩层倾角对砂泥岩互层岩体抗压强度的影响 |
| 4.3.1 应力应变曲线 |
| 4.3.2 岩层倾角对砂泥岩互层岩体抗压强度的影响 |
| 4.3.3 单轴数值试验下岩层倾角对砂泥岩互层岩体变形的影响 |
| 4.4 尺寸效应对砂泥岩互层岩体抗压强度的影响 |
| 4.4.1 应力应变曲线 |
| 4.4.2 模型尺寸对砂泥岩互层岩体抗压强度的影响 |
| 4.4.3 单轴数值试验下尺寸效应对砂泥岩互层岩体变形的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 砂泥岩互层岩体弹性模量影响因素分析 |
| 5.1 层厚比对砂泥岩互层岩体弹性模量的影响 |
| 5.2 层厚对砂泥岩互层岩体弹性模量的影响 |
| 5.3 岩层倾角对砂泥岩互层岩体弹性模量的影响 |
| 5.4 尺寸效应对砂泥岩互层岩体弹性模量的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 工程案例-以长寿二桥北锚基坑为例 |
| 6.1 工程概况 |
| 6.1.1 地质构造及地形地貌 |
| 6.1.2 工程地质及水文条件 |
| 6.1.3 地层岩性 |
| 6.1.4 基坑变形 |
| 6.2 数值试验变形分析 |
| 6.2.1 参数选取 |
| 6.2.2 模型建立及位移分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位间取得的研究成果 |
（5）冲击载荷作用下层状巷道底板冲击地压模拟研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究概况及发展动态 |
| 1.3 论文研究的主要内容和方法 |
| 2 层状巷道底板冲击地压发生机理研究 |
| 2.1 层状巷道底板层裂结构稳定性的理论分析 |
| 2.2 底板冲击地压对巷道围岩整体的破坏机理 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 冲击载荷作用下层状巷道底板冲击地压演化规律 |
| 3.1 工程概况 |
| 3.2 层状巷道底板数值模型 |
| 3.3 冲击载荷作用下层状巷道底板冲击地压显现的数值模拟研究 |
| 3.4 义马矿区底板冲击地压实例 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 层状巷道底板冲击地压主要影响因素分析 |
| 4.1 冲击载荷强度对层状巷道底板冲击地压的影响 |
| 4.2 地应力侧压系数对层状巷道底板冲击地压的影响 |
| 4.3 岩性组合对层状巷道底板冲击地压的影响 |
| 4.4 层厚比对层状巷道底板冲击地压的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（6）层状岩体力学特性及水力压裂应力阴影效应研究（论文提纲范文）
| 博士生自认为的论文创新点 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 层状岩体理论综述 |
| 1.2.2 层状岩体力学特性研究综述 |
| 1.2.3 层状岩体水力压裂研究综述 |
| 1.2.4 层状岩体数值研究方法综述 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 1.4 研究方法和技术路线 |
| 2 层状岩体压缩及剪切力学特性试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验材料和试验设备 |
| 2.2.1 试验材料的制取 |
| 2.2.2 试验设备 |
| 2.3 试验方案及试样制备 |
| 2.3.1 层状岩体模型试验方案 |
| 2.3.2 层状岩体试样制备 |
| 2.4 层状类岩体单轴压缩试验结果分析 |
| 2.4.1 层状类岩体的单轴压缩全应力-应变曲线分析 |
| 2.4.2 层状类岩体单轴压缩变形及强度特性分析 |
| 2.4.3 层状类岩体单轴压缩破坏模式 |
| 2.5 层状类岩体直剪试验结果分析 |
| 2.5.1 层状岩体直剪剪应力-剪位移关系曲线 |
| 2.5.2 层状岩体抗剪强度的各向异性特征 |
| 2.5.3 层理特性对层状岩体剪切强度特性的影响 |
| 2.5.4 层状类岩体直剪破坏形态 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 层状岩体离散元建模及宏细观参数标定方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 颗粒流离散元介绍 |
| 3.2.1 颗粒流离散元基本原理 |
| 3.2.2 光滑节理模型基本原理 |
| 3.3 不同层理建模方法的比较及改进 |
| 3.3.1 颗粒流离散元模拟层理建模方法总结 |
| 3.3.2 本文改进的SJM建模方法 |
| 3.4 层理宏细观参数敏感性分析 |
| 3.4.1 SJM细观参数对层状岩体变形特性的影响 |
| 3.4.2 SJM细观参数对层状岩体强度特性的影响 |
| 3.4.3 细观层理厚度dsj对宏观力学特性的影响 |
| 3.5 层状岩体细观参数标定方法 |
| 3.5.1 宏细观参数标定方法流程 |
| 3.5.2 宏细观参数标定方法验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 层状岩体宏细观物理力学特性及破坏机理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 层状岩体压缩特性数值模拟分析 |
| 4.2.1 层状岩体单轴压缩数值模型的建立与验证 |
| 4.2.2 层状岩体单轴压缩破坏细观分析 |
| 4.3 层状岩体剪切特性数值模拟分析 |
| 4.3.1 层状岩体直剪模型建立及细观参数的标定 |
| 4.3.2 层状岩体直剪数值模型试验结果验证 |
| 4.3.3 层状岩体直剪试验细观接触力分布分析 |
| 4.3.4 层状岩体裂纹扩展演化及破坏形态分析 |
| 4.4 层理对层状岩体剪切力学特性的影响研究 |
| 4.4.1 层理间距对层状岩体剪切力学特性的影响 |
| 4.4.2 层理强度对层状岩体剪切力学特性的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 层状岩体水力压裂裂纹扩展及应力阴影效应研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 颗粒流离散元流固耦合计算原理 |
| 5.2.1 颗粒流离散元流固耦合基本假设 |
| 5.2.2 颗粒流离散元流固耦合计算原理 |
| 5.2.3 颗粒流离散元流固耦合方式 |
| 5.2.4 颗粒流离散元流固耦合算法的修改 |
| 5.3 数值模型的建立与验证 |
| 5.3.1 层状岩体水力压裂数值模型的建立 |
| 5.3.2 层状岩体水力压裂数值模型的验证 |
| 5.4 层状岩体中水力压裂裂纹扩展研究 |
| 5.4.1 注水速率对水力压裂的影响 |
| 5.4.2 初始地应力比和层理倾角对水力压裂的影响 |
| 5.5 水力压裂中的应力阴影效应 |
| 5.5.1 均质岩体水力压裂中的应力阴影效应 |
| 5.5.2 层状岩体水力压裂中的应力阴影效应 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表的论文 |
| 致谢 |
（7）层状岩体变形破坏及裂纹扩展试验与数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 选题依据与研究内容 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 层状岩体的力学特性与试验研究现状 |
| 1.2.2 层状岩体中裂纹扩展规律研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 论文创新点 |
| 第2章 层状岩体的理论模型与数值描述方法 |
| 2.1 层状岩体理论模型 |
| 2.1.1 正交各向异性体本构模型 |
| 2.1.2 横观各向同性体本构模型 |
| 2.2 层状岩体的应力-应变特征分析 |
| 2.3 层状岩体裂纹扩展的断裂力学分析 |
| 2.4 颗粒流对结构面的处理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 层状岩体压缩破坏试验及理论分析 |
| 3.1 试样制备与试验方案 |
| 3.1.1 相似材料的配比 |
| 3.1.2 层状复合类岩石试样制备 |
| 3.1.3 试验方案和设备 |
| 3.2 试验结果分析 |
| 3.2.1 层状复合类岩石的应力-应变曲线分析 |
| 3.2.2 强度特征和各向异性分析 |
| 3.2.3 层状复合岩石变形参数统计分析 |
| 3.3 破坏特征和模式分析 |
| 3.4 层状岩体的非线性破坏准则强度分析 |
| 3.4.1 层状岩体非线性变形的理论分析 |
| 3.4.2 试验与理论对比分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 含裂隙层状岩体单轴压缩试验与数值分析 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 试验方案 |
| 4.3 试验结果分析 |
| 4.3.1 强度特征分析 |
| 4.3.2 试验破坏模式分析 |
| 4.3.3 裂隙对层状岩体的影响分析 |
| 4.4 层状岩体的颗粒流数值模拟分析 |
| 4.4.1 数值模型与细观参数标定 |
| 4.4.2 层状岩体与数值模拟结果分析 |
| 4.4.3 含裂隙层状岩体数值模拟分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 层状岩体边坡破坏机制分析和演化过程 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 边坡数值模型建立 |
| 5.3 层状边坡变形机制分析 |
| 5.3.1 变形模式分析 |
| 5.3.2 坡体应力-变形及细观力学演化 |
| 5.4 复杂结构面层状边坡变形数值分析 |
| 5.5 小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得学术成果 |
（8）层状岩体裂隙在层理面的扩展演化特性（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景和研究目的及研究意义 |
| 1.2 国内外研究状况 |
| 1.2.1 理论研究现状 |
| 1.2.2 试验研究现状 |
| 1.2.3 数值模拟研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 研究技术路线 |
| 2 层状岩体裂隙在层理面扩展演化特性的试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 层状岩体岩层材料力学参数测定 |
| 2.2.1 试验试样制作 |
| 2.2.2 层状岩体岩层的力学参数测定 |
| 2.2.3 试验结果分析 |
| 2.3 层状岩体类岩石试样的制备 |
| 2.4 层状岩体的劈裂试验 |
| 2.5 层状岩体劈裂试验结果分析 |
| 2.5.1 试样层理面倾角对层状岩体裂隙在层理面扩展演化的影响 |
| 2.5.2 预置裂隙对裂隙在层理面扩展演化的影响 |
| 2.5.3 相同层理面倾角不同预置裂隙试样裂隙在层理面的扩展演化 |
| 2.5.4 试样受力曲线分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 数值模型构建及细观参数标定 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 PFC的概述 |
| 3.2.1 PFC2D的基本假设 |
| 3.2.2 PFC2D5.0 的优点 |
| 3.2.3 接触模型的选取 |
| 3.3 层状岩体岩层材料参数标定 |
| 3.4 层状岩体模型试样构建及层理面参数标定 |
| 3.4.1 层状岩体模型试样构建 |
| 3.4.2 层理面细观参数标定 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 层状岩体裂隙在层理面的扩展演化特性的PFC2D模拟研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模拟结果分析 |
| 4.2.1 裂隙发育过程分析 |
| 4.2.2 层理面摩擦系数对层状岩体裂隙在层理面扩展演化的影响 |
| 4.2.3 层理面倾角对试样裂隙在层理面扩展演化的影响 |
| 4.2.4 预置裂隙对试样裂隙在层理面扩展演化的影响 |
| 4.2.5 围压对裂纹的扩展演化特性的影响 |
| 4.2.6 围压对层状岩体整体强度的影响 |
| 4.3 试验与模拟结果对比分析 |
| 4.4 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）矿岩接触带巷道顶板变形破坏规律及稳定性评价研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 问题提出 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 复合岩体力学特性研究 |
| 1.3.2 巷道稳定性研究 |
| 1.3.3 巷道围岩破坏机理研究 |
| 1.3.4 接触带巷道相关问题研究 |
| 1.3.5 巷道稳定性评价研究 |
| 1.4 研究内容与目标 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究目标 |
| 1.5 研究技术路线 |
| 第2章 矿岩接触带巷道复合岩体力学特征 |
| 2.1 单轴压缩试验 |
| 2.2 复合岩体相似材料试件参数分析 |
| 2.2.1 强度比值的影响 |
| 2.2.2 体积占比的影响 |
| 2.3 不同强度差异的复合岩体试件变形破坏形态 |
| 2.3.1 基于断裂力学的变形破坏形态表征 |
| 2.3.2 基于声发射的变形破坏形态分析 |
| 2.4 不同接触面角度的复合岩体试件应力分布特征 |
| 2.4.1 基于圆柱坐标系的应力状态分析 |
| 2.4.2 考虑接触面角度的应力分布特征 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 矿岩接触带巷道顶板变形破坏主控因素分析 |
| 3.1 矿岩接触带巷道顶板变形破坏数值模拟试验 |
| 3.1.1 模拟试验方案确定 |
| 3.1.2 数值模型建立及计算 |
| 3.2 强度差异对巷道顶板变形破坏的影响 |
| 3.2.1 对巷道围岩应力分布的影响 |
| 3.2.2 对巷道顶板沉降变化的影响 |
| 3.2.3 对巷道围岩塑性区分布的影响 |
| 3.3 接触面角度对巷道顶板变形破坏的影响 |
| 3.3.1 对巷道围岩应力分布的影响 |
| 3.3.2 对巷道顶板沉降变化的影响 |
| 3.3.3 对巷道围岩塑性区分布的影响 |
| 3.4 埋深对巷道顶板变形破坏的影响 |
| 3.4.1 对巷道围岩应力分布的影响 |
| 3.4.2 对巷道顶板沉降变化的影响 |
| 3.4.3 对巷道围岩塑性区分布的影响 |
| 3.5 影响因素敏感性分析 |
| 3.5.1 正交试验 |
| 3.5.2 敏感性分析结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 矿岩接触带巷道顶板沉降变形试验研究 |
| 4.1 矿岩接触带巷道顶板沉降变形相似模拟试验 |
| 4.1.1 试验巷道相似模型构建 |
| 4.1.2 试验巷道顶板沉降变形监测 |
| 4.1.3 试验巷道沉降变形结果分析 |
| 4.2 矿岩接触带巷道顶板沉降变形现场监测试验 |
| 4.2.1 监测巷道地质环境 |
| 4.2.2 监测巷道顶板沉降变形监测手段及方法 |
| 4.2.3 监测巷道顶板沉降变形规律 |
| 4.3 试验结果对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 矿岩接触带巷道顶板变形破坏力学分析 |
| 5.1 矿岩接触带巷道顶板变形破坏类型与特征 |
| 5.1.1 巷道顶板变形破坏类型 |
| 5.1.2 矿岩接触带巷道顶板变形破坏特征 |
| 5.2 基于剪应力强度理论的接触带巷道顶板变形破坏路径分析 |
| 5.3 矿岩接触带巷道顶板结构的力学分析 |
| 5.3.1 力学模型建立 |
| 5.3.2 单一岩体巷道顶板力学分析 |
| 5.3.3 复合岩体巷道顶板力学分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 基于未确知测度的矿岩接触带巷道稳定性评价 |
| 6.1 矿岩接触带巷道稳定性评价不确定性分析 |
| 6.2 矿岩接触带巷道稳定性未确知测度评价模型 |
| 6.2.1 未确知测度理论 |
| 6.2.2 评价指标体系构建 |
| 6.2.3 评价指标量化分级 |
| 6.3 未确知测度评价模型应用案例 |
| 6.4 结果分析及对策建议 |
| 6.4.1 结果分析 |
| 6.4.2 对策建议 |
| 6.5 本章小结 |
| 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 |
| 附录1 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 附录2 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（10）层状复合岩石试样力学特性单轴压缩试验与颗粒流模拟研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 研究方法和技术路线 |
| 2 层状复合岩石试样力学特性单轴压缩试验研究 |
| 2.1 类岩石相似材料配比试验 |
| 2.2 单一类岩石试样力学特性试验研究 |
| 2.3 层状复合岩石试样制备及单轴压缩试验 |
| 2.4 层状复合岩石试样强度变形特性分析 |
| 2.5 层状复合岩石试样破裂过程及声发射特征分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 层状复合岩石PFC~(2D)建模及节理细观参数敏感性分析 |
| 3.1 颗粒流模拟软件PFC概述 |
| 3.2 层状复合岩石PFC~(2D)模型构建 |
| 3.3 节理细观参数敏感性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 层状复合岩石力学特性单轴压缩模拟研究 |
| 4.1 数值模型与方案 |
| 4.2 岩石与节理细观参数标定 |
| 4.3 层状复合岩石试样模拟结果分析 |
| 4.4 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 |
四、层状复合岩体宏观力学参数的计算机模拟试验（论文参考文献）
- [1]层状岩体局部强度与结构的宏观效应研究[D]. 黎胜. 中国矿业大学, 2021
- [2]煤岩组合体弯曲破坏的断裂面特征规律实验研究[D]. 宋欢. 安徽理工大学, 2020(07)
- [3]深部复合地层TBM隧道支护作用机理与稳定控制研究[D]. 杨硕. 中国矿业大学, 2020(03)
- [4]层厚比对砂泥岩互层岩体力学特性的影响研究[D]. 崔华龙. 重庆交通大学, 2019(06)
- [5]冲击载荷作用下层状巷道底板冲击地压模拟研究[D]. 王正廷. 辽宁工程技术大学, 2019(07)
- [6]层状岩体力学特性及水力压裂应力阴影效应研究[D]. 夏磊. 武汉大学, 2019(06)
- [7]层状岩体变形破坏及裂纹扩展试验与数值模拟[D]. 邵光钦. 成都理工大学, 2019(02)
- [8]层状岩体裂隙在层理面的扩展演化特性[D]. 马文亚. 河南理工大学, 2019(08)
- [9]矿岩接触带巷道顶板变形破坏规律及稳定性评价研究[D]. 刘晓云. 武汉科技大学, 2018(08)
- [10]层状复合岩石试样力学特性单轴压缩试验与颗粒流模拟研究[D]. 殷鹏飞. 中国矿业大学, 2016(02)