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動靜擾動下富水礦井底板岩體蠕變損傷演化及突水孕災機制研究

  • 作者：王俊光//單祥軍//劉奇//齊彥明//楊松|責編:王向珍//趙從棉
  • 出版社：清華大學
  • ISBN：9787302707882
  • 出版日期：2026/02/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：178
人民幣：RMB 108 元      售價：元
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內容大鋼
    本書針對富水礦井底板突水這一制約深部資源安全開採的重大工程難題，系統研究了動靜擾動與滲透壓力作用下岩體的蠕變損傷演化規律及突水孕災機制。全書以理論建模、多尺度試驗、數值模擬與工程驗證為技術路線，突破傳統單一靜態分析框架，構建了考慮多場耦合的非線性損傷模型，提出了基於多信息融合的突水預警方法，為礦井水害防控提供了理論支撐與技術範式。
    本書主要內容包括：滲透壓力作用下岩體蠕變基本理論、富水礦井動靜擾動下底板岩體蠕變損傷演化規律、基於數字圖像處理的底板岩體擾動蠕變損傷演化規律研究、基於離散元理論的頁岩擾動蠕變數值模擬研究、富水礦井動靜擾動下底板岩體蠕變損傷演化模型研究、富水礦井擾動作用下底板岩體突水災變相似材料模擬試驗研究、富水礦井受擾動岩體底板突水危險性評價。
    本書可供高等院校岩土工程、採礦工程、安全工程等專業的高年級本科生、研究生及教師使用，也可供從事礦井水害防治、地下工程穩定性分析的科研人員和工程技術人員參考。
作者介紹
王俊光//單祥軍//劉奇//齊彥明//楊松|責編:王向珍//趙從棉
目錄
第1章  緒論
  1.1  動靜擾動下岩石蠕變損傷研究現狀
  1.2  富水岩體滲流-蠕變規律研究現狀
  1.3  基於數字圖像處理的岩石擾動蠕變損傷演化研究現狀
  1.4  礦井底板突水孕災機制研究現狀
  1.5  本書主要內容
第2章  滲透壓力作用下岩體蠕變基本理論
  2.1  岩體流變基本概念
  2.2  岩體蠕變基本模型
  2.3  基本元件組合蠕變模型
  2.4  水對岩體蠕變特徵產生影響的理論
    2.4.1  孔隙壓力對岩石應力狀態的影響
    2.4.2  水對岩石的軟化作用
    2.4.3  考慮時效性的水岩耦合模型的建立
第3章  富水礦井動靜擾動下底板岩體蠕變損傷演化規律
  3.1  試樣製備及試驗方案設計
    3.1.1  頁岩試樣製備
    3.1.2  試驗方案設計
  3.2  底板頁岩三軸壓縮試驗研究
    3.2.1  三軸壓縮試驗步驟
    3.2.2  三軸壓縮試驗結果分析
  3.3  滲透壓力作用下頁岩擾動蠕變試驗
    3.3.1  試驗裝置
    3.3.2  試驗方法及步驟
  3.4  試驗結果及分析
    3.4.1  擾動載荷對底板岩體蠕變特性和滲透特性影響分析
    3.4.2  滲透壓力作用下底板岩體擾動蠕變宏觀破壞特徵
    3.4.3  滲透壓力作用下底板岩體擾動蠕變細觀破壞特徵
    3.4.4  滲透壓力作用下底板岩體擾動蠕變宏、細觀破壞特徵的聯繫
第4章  基於數字圖像處理的底板岩體擾動蠕變損傷演化規律研究
  4.1  岩石裂隙矢量化
  4.2  岩石裂隙的幾何特徵提取
  4.3  岩石裂隙數字圖像幾何特徵提取軟體研發
    4.3.1  軟體架構及功能
    4.3.2  軟體界面介紹與功能演示
  4.4  基於數字圖像處理的宏、細觀試驗結果分析
    4.4.1  頁岩宏觀損傷特徵分析
    4.4.2  頁岩細觀損傷特徵分析
第5章  基於離散元理論的頁岩擾動蠕變數值模擬研究
  5.1  顆粒流基本假設及優缺點
    5.1.1  顆粒流的基本假設
    5.1.2  顆粒流的優勢與不足
  5.2  顆粒流的計算原理及接觸本構模型
    5.2.1  顆粒流的計算原理
    5.2.2  顆粒流的接觸本構模型
  5.3  頁岩擾動蠕變數值模擬試驗研究
    5.3.1  模型的建立
    5.3.2  細觀參數的確定
    5.3.3  擾動蠕變數值模擬
  5.4  擾動蠕變數值模擬結果分析

    5.4.1  蠕變曲線分析
    5.4.2  破壞形態分析
    5.4.3  微裂縫數目演化規律
第6章  富水礦井動靜擾動下底板岩體蠕變損傷演化模型研究
  6.1  分數階微積分理論簡介
  6.2  黏彈性體的分數階力學模型
  6.3  滲透壓力作用下頁岩分數階非線性蠕變模型的建立
  6.4  模型的參數識別及驗證
  6.5  不同因素對損傷變數的影響規律
第7章  富水礦井擾動作用下底板岩體突水災變相似材料模擬試驗研究
  7.1  相似模型試驗台設計與研製
    7.1.1  概述
    7.1.2  試驗系統總體結構和主要功能
    7.1.3  試驗裝置構件和功能
    7.1.4  試驗測試系統和整體連接
  7.2  相似材料的配製
    7.2.1  流固耦合相似材料配比
    7.2.2  隔水層相似材料
  7.3  擾動作用下巷道圍岩滲透演化規律
    7.3.1  試驗方案
    7.3.2  巷道開挖過程圍岩動態壓力響應
    7.3.3  巷道開挖過程滲透演化規律
  7.4  擾動作用下底板滲透突水演化規律
    7.4.1  試驗方案
    7.4.2  巷道底板突水過程動態壓力響應
    7.4.3  巷道底板突水過程滲透演化規律
  7.5  巷道圍岩損傷與突水通道演化過程
    7.5.1  AE事件的時空分佈
    7.5.2  AE事件的RA-AF分佈
    7.5.3  基於RA-AF值的裂隙類型分類
  7.6  突水前兆信息和突水災變破壞時間預測方法
    7.6.1  災變破壞臨界冪律奇異性前兆與預測方法
    7.6.2  突水過程中多場信息監測前兆
    7.6.3  突水災變中的臨界冪律奇異性特徵
    7.6.4  突水災變破壞時間預測方法
第8章  富水礦井受擾動岩體底板突水危險性評價
  8.1  唐家會礦井工作面水文地質情況分析
    8.1.1  區域地質條件
    8.1.2  礦區含水層、隔水層特徵
    8.1.3  研究區水文地質條件
  8.2  基於礦井受擾動底板帶壓開採突水點臨界p-M方程的突水危險性判據
    8.2.1  擾動作用下底板岩體破壞程度
    8.2.2  礦井底板突水臨界p-M方程
  8.3  煤層底板突水危險性評價
    8.3.1  唐家會礦井6煤層水文地質參數分析
    8.3.2  唐家會礦井突水危險性分析
結語
參考文獻

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