煤岩材料蠕变损伤理论及应用研究

论文摘要

岩石内部的相对运动和变化不仅与时间有关,而且还导致材料性质的劣化,即损伤。岩石损伤的程度不仅与载荷大小有关,而且随载荷作用的时间而发展,这里称后一部分的损伤为蠕变损伤。,蠕变损伤是煤岩材料的重要特性。因此,研究煤岩材料的蠕变损伤特性,具有重要的理论意义。本文主要从岩石全程应力应变特征和蠕变曲线出发进行研究,建立蠕变失稳模型,把模型中的两个参数看作是随岩石的变形而变化,得出失稳判据和改进的蠕变方程,进而解释了岩石蠕变的第三阶段失稳现象。结合蠕变模型和煤岩材料的蠕变损伤理论,对采空区顶板、狭窄煤柱、以及圆形巷道进行了蠕变损伤分析,推导出了相应的解析解。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 研究现状综述
• 1.2.1 损伤力学的研究
• 1.2.2 岩石材料蠕变特性的研究
• 1.3 本文的主要工作
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 理论依据
• 1.3.3 研究思路
• 2 煤岩材料的蠕变损伤机理
• 2.1 煤岩材料细观损伤机制
• 2.2 煤岩材料的蠕变性质
• 2.2.1 蠕变曲线的特征
• 2.2.2 蠕变性质的影响因素
• 2.2.3 煤岩材料蠕变模型
• 2.3 煤岩材料蠕变损伤特性
• 2.3.1 基于有效模量的蠕变损伤特性
• 2.3.2 基于有效粘滞系数的蠕变损伤方程
• 2.4 本章小结
• 3 煤岩材料蠕变损伤理论研究
• 3.1 煤岩材料单轴拉伸蠕变损伤理论
• 3.2 煤岩材料单轴压缩蠕变损伤理论
• 3.2.1 基于有效模量的蠕变损伤理论
• 3.2.2 基于有效粘滞系数的蠕变损伤理论
• 3.3 煤岩材料三维各向同性蠕变损伤理论
• 3.4 本章小结
• 4 煤岩材料蠕变损伤理论的应用
• 4.1 采空区顶板的蠕变损伤理论
• 4.2 狭窄煤柱的蠕变损伤断裂
• 4.2.1 基于有效模量的蠕变损伤分析
• 4.2.2 基于有效粘滞系数的蠕变损伤分析
• 4.3 圆形巷道各向同性蠕变损伤分析
• 4.4 本章小结
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间已发表的学术论文及科研成果