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動靜荷載作用下裂隙煤體的損傷演化及破壞機理

作者：藺海曉//梁為民|責編:劉翠娜//崔元春
出版社：科學
ISBN：9787030823915

出版日期：2025/10/01
裝幀：平裝
頁數：269

人民幣：RMB 150 元售價：元

內容大鋼

本書系統開展了以顆粒流離散元方法為核心、室內試驗為驗證的裂隙煤體力學行為研究。內容涵蓋動靜荷載作用下裂隙煤體的離散元建模理論、參數智能標定技術與接觸參數敏感性分析，集成單軸/三軸靜壓試驗、SHPB衝擊試驗、工業CT三維重構、連續-非連續耦合演算法及人工智慧參數反演等先進方法，全面揭示了不同應力狀態下裂隙煤體的強度特徵、變形規律與裂紋擴展機制。全書共7章：第1章綜述研究現狀；第2、3章分別探討靜荷載單軸與三軸條件下裂隙煤體的破壞規律與離散元模擬技術；第4、5章聚焦衝擊荷載作用下不同裂隙形態煤體的動態響應；第6、7章深入分析衝擊荷載對煤體微觀孔隙結構的演化機制。
本書凝聚了作者在裂隙煤體細觀力學領域的創新性成果，可以為相關領域研究人員提供重要的理論參考和技術借鑒。

作者介紹

藺海曉//梁為民|責編:劉翠娜//崔元春

前言
第1章  緒論
  1.1  研究背景與意義
  1.2  裂隙煤體數值方法研究現狀與進展
    1.2.1  預製裂隙煤岩體的單軸壓縮數值模擬研究
    1.2.2  裂隙煤岩體的三軸壓縮數值模擬研究
    1.2.3  霍普金森壓桿衝擊模擬研究
  1.3  主要研究內容
第2章  煤體單軸壓縮試驗與數值模擬
  2.1  煤體製備及單軸壓縮試驗
    2.1.1  煤體試樣的製備過程
    2.1.2  工業CT掃描
    2.1.3  煤體的單軸壓縮試驗
  2.2  顆粒流離散元理論簡介
    2.2.1  顆粒流離散元原理和基本假設
    2.2.2  內置接觸模型介紹
  2.3  煤體單軸壓縮數值模擬
    2.3.1  單軸壓縮模型的建立與參數選取
    2.3.2  試驗和模擬結果分析
    2.3.3  接觸參數變化對含原生裂隙模型的影響分析
  2.4  單一裂隙煤樣的單軸壓縮模擬
    2.4.1  閉合單一裂隙擴展的斷裂力學理論
    2.4.2  含不同傾角單一直裂隙試樣的模擬
    2.4.3  含不同長度單一直裂隙試樣的模擬
    2.4.4  不同接觸參數對含單一裂隙數值模擬結果的影響分析
  2.5  基於優化BP神經網路的PFC參數標定方法
    2.5.1  優化BP神經網路的基本理論
    2.5.2  基於優化BP神經網路的PFC參數識別過程
  2.6  本章小結
第3章  煤體三軸壓縮試驗與數值模擬
  3.1  煤樣製備及三軸壓縮試驗
    3.1.1  煤樣製備過程
    3.1.2  三軸壓縮試驗設備與試驗方案
    3.1.3  三軸壓縮試驗結果分析
  3.2  三軸壓縮數值模擬
    3.2.1  三軸壓縮模型的建立
    3.2.2  試驗與模擬結果分析
    3.2.3  模型參數變化對三軸壓縮模擬結果的影響
  3.3  不同條件下煤體的力學性能和裂紋演化
    3.3.1  圍壓變化的影響
    3.3.2  載入速率的影響
  3.4  本章小結
第4章  煤體單軸衝擊破壞特徵
  4.1  SHPB測試原理及試驗裝置
  4.2  煤體試樣的SHPB動態測試
    4.2.1  煤樣製備和試驗方案
    4.2.2  不同衝擊氣壓下的波形驗證
  4.3  SHPB試驗結果
    4.3.1  單軸衝擊壓縮曲線
    4.3.2  單軸衝擊下煤體破壞形態分析

  4.4  單軸SHPB衝擊數值模擬
    4.4.1  單軸SHPB模型的建立
    4.4.2  煤體力學性能變化規律和裂紋演化特徵
  4.5  含裂隙煤體的單軸SHPB衝擊試驗
    4.5.1  含原生裂隙煤體的SHPB衝擊模擬
    4.5.2  含單一裂隙煤體的SHPB衝擊模擬
    4.5.3  含隨機分佈裂隙煤體的SHPB衝擊模擬
    4.5.4  接觸模型參數變化對衝擊結果的影響分析
  4.6  本章小結
第5章  煤體三軸衝擊破壞特徵
  5.1  室內三軸衝擊試驗
    5.1.1  三軸衝擊曲線分析
    5.1.2  三軸衝擊下煤體破壞形態分析
  5.2  非連續與連續耦合計算方法
  5.3  三軸衝擊模型的建立
    5.3.1  不同三軸衝擊速度下煤體的強度變化及破壞行為
    5.3.2  不同圍壓下煤體的強度變化及破壞行為
  5.4  不同形狀缺陷煤體的三軸SHPB衝擊模擬
    5.4.1  含球形缺陷煤體的破壞特徵研究
    5.4.2  含線形缺陷煤體的破壞特徵研究
  5.5  模型接觸參數變化對煤體三軸衝擊結果的影響
    5.5.1  線性部分的接觸參數影響
    5.5.2  平行黏結部分的接觸參數影響
  5.6  本章小結
第6章  衝擊作用下煤體微觀結構特徵
  6.1  各向異性煤體衝擊動力學特徵
    6.1.1  衝擊實驗結果及分析
    6.1.2  衝擊過程的能量傳遞
    6.1.3  煤樣的衝擊損傷規律
  6.2  衝擊前後低溫液氮吸附測試結果分析
    6.2.1  BET比表面積
    6.2.2  BJH比表面積
    6.2.3  BJH孔容
    6.2.4  孔徑分佈
    6.2.5  低溫液氮吸附-脫附曲線
  6.3  衝擊前後壓汞測試結果分析
    6.3.1  孔容測試結果與分析
    6.3.2  孔隙度及退汞效率
    6.3.3  平均孔徑
    6.3.4  孔徑分佈
    6.3.5  進、退汞曲線
  6.4  本章小結
第7章  煤樣衝擊孔隙形貌變化與定量評價
  7.1  掃描電子顯微鏡實驗
  7.2  高階煤衝擊前後掃描電子顯微鏡圖像直觀對比
  7.3  高階煤衝擊前後孔隙結構特徵定量評價
    7.3.1  閾值劃分與孔隙參量提取
    7.3.2  孔隙基本參量分析
  7.4  衝擊荷載對高階煤微納觀孔隙的分形研究
  7.5  衝擊荷載對高階煤微納觀孔隙結構的作用機理

    7.5.1  基於位錯塞積效應的微觀裂紋的形成與擴展
    7.5.2  衝擊荷載對高階煤微觀孔隙的破壞模式
  7.6  本章小結
參考文獻

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