一、赋存环境对岩土体弹性波波速敏感性研究（论文文献综述）
沈书豪[1]（2020）在《淮南潘集矿区深部煤系岩石力学性质及其控制因素研究》文中研究说明随着资源勘查与煤矿开采深度逐年增大,开采方式逐步向智能化推进,对煤矿深部开采地质条件的探查以及对致灾因素预测精细程度的要求越来越高。查清并研究深部煤炭资源赋存地质条件以及深部煤系岩石物理力学性质,不仅是一个地质基础性科学问题,也是我国煤炭工业可持续发展的现实课题,成果可为深部矿井的设计、建设和安全生产提供更加准确、完整的地质基础数据,以便提前采取有效手段和防治措施,减少或避免矿井地质灾害的发生。本文以淮南潘集矿区深部勘查区为研究对象,紧密结合该研究区的地质普查和详查工程,充分利用周边生产矿井等有利条件,通过钻孔资料处理、原位测试、野外采样、室内试验和理论分析等手段,确定了潘集矿区深部煤系岩石赋存的地应力及地温条件,分析了煤系岩石微观成分、沉积环境和结构构造特征,试验获得了常规及地温、地应力等条件下的岩石力学性质,研究了岩石宏观力学性质差异性及其主要控制因素,揭示了深部煤系岩石力学行为的地质本质性控制机理。取得的主要成果有:1)采用岩矿显微薄片鉴定、图像分析和X-射线衍射等方法对深部煤系岩石矿物成分、含量和微观结构等进行了统计与分析,获得了研究区不同岩性岩石的微观特征:砂岩主要矿物为石英,平均含量在65%以上,结构以孔隙式胶结为主,且不同层位砂岩碎屑颗粒含量和粒度分布特征区别较大;泥岩矿物成分中黏土矿物含量较高,占比60%左右,陆源碎屑矿物占比30%左右,且各层位含量差异不大,自身非黏土矿物如菱铁矿等含量在不同层位泥岩中差异较大。2)基于研究区勘探钻孔岩芯及测井资料的统计分析,得出了深部主采煤层顶底板岩性类型组成及岩体结构性特征:平面上,深部5个主采煤层顶底板岩性类型均以泥岩型为主,研究区从东到西煤层顶底板砂岩厚度逐渐增加,泥岩厚度逐渐减小;垂向上,砂岩含量最高层位为下二叠统,向上逐渐变小,泥岩含量则相反;岩石质量指标（RQD）和钻孔声波测井可以直接反映深部岩体的结构性特征,主采煤层顶底板RQD值和钻孔测井波速平面分布较为一致,在靠近研究区中部潘集背斜转折端和断层附近,顶底板RQD值和测井波速都较小,岩石质量和岩体完整性都较差,远离大型构造与褶皱区域RQD值和测井波速均有增大趋势,受岩性分布和构造作用影响。3)选用地面千米钻孔水压致裂法和井下巷道应力解除法开展了研究区地应力原位测试工作,结合AE法试验解译结果,得出了深部研究区现今地应力场类型、大小及方向:-1000～-1500m深度范围内最大水平主应力在30～55MPa之间,且随深度增加呈线性增大趋势;最大水平主应力约为垂直主应力的1.3倍,揭示出深部地应力场以水平构造应力为主,最大、最小主应力比值在1.116～2.469之间,平均为1.511,且随深度增加逐渐减小;研究区最大主应力方向为NEE向,随着深度的增加趋向于近EW向;深部现今地应力场受区域大地构造控制,研究区内不同位置地应力大小和方向存在一定差异,受区域性F66断层和潘集背斜共同影响。4)基于潘集矿区深部近似稳态钻孔测温数据建立了测温孔温度变化的校正公式,结合井下巷道测温成果对研究区简易测温孔数据进行了校正,得出淮南潘集矿区深部地温梯度值变化范围为1.52℃/百米～3.41℃/百米,平均梯度2.46℃/百米;主采煤层底板温度随深度增加呈线性增大关系,计算分析了研究区-1000m、-1200m及-1500m三个水平的地温分布规律,并编制了对应的地温分布等值线图。5)常规条件下研究区煤系岩石力学试验结果表明:不同岩性岩石力学性质参数差异性较大,相同层位相同岩性的岩石力学参数分布也较为离散,煤系岩石力学性质的岩性效应明显;研究区各岩性岩石抗压强度与抗拉强度、弹性模量和凝聚力等参数间呈良好的线性关系,垂向上,上石盒子组中11-2煤顶底板砂岩抗压强度最高,下石盒子组中3煤顶板粉砂岩强度最高,各主采煤层顶底板的泥岩平均强度随层位变化不明显。6)开展了符合深部地应力变化范围内的不同围压条件下煤系岩石三轴力学试验,得出了深部煤系岩石强度随围压增加而增大,在试验围压范围内,初期增幅较大,增幅随围压增大而减小;通过对煤系三轴岩石力学试验参数的回归分析,建立了淮南矿区深部不同岩性的煤系岩石力学强度及峰值应变随围压变化的预测模型,并基于大量试验结果分析确定了研究区煤系岩石的岩性影响系数。7)在深部煤系地温变化范围内开展不同温度条件下煤系岩石恒温单轴压缩试验,结果表明温度对煤系岩石强度和变形性质的影响要弱于岩性和围压的影响,岩石单轴抗压强度等力学参数整体随温度的升高呈降低趋势;不同层位和不同岩性岩石受温度影响有差异,根据强度随温度的变化特征将煤系岩石力学性质随温度的变化类型分为Ⅰ型-强度随温度增加而降低型,Ⅱ型-强度波动不变型和Ⅲ型-强度随温度增大型三类。8)分析了研究区主采煤层顶底板岩石物质组成、微观结构、岩石质量指标（RQD）、钻孔测井波速以及深部赋存的应力和温度环境等因素对岩石力学性质的影响作用,阐明了影响深部煤系岩石力学性质的沉积特性、岩体结构特性和围压等主控因素,揭示了深部煤系岩石力学行为的物质性、结构性及赋存性的地质本质性控制作用机理。图[140]表[43]参考文献[245]
吴忠广[2]（2021）在《深埋隧道硬岩灾变风险评估方法研究》文中研究表明在深埋高地应力条件下,硬脆性岩体隧道开挖卸荷诱发的剥落破坏与岩爆灾害现象发生频率越来越高,对隧道施工安全与长期稳定带来严重影响。深埋隧道硬岩灾变风险评估面临围岩参数不确定性导致风险存在的演化机制尚不明确、普适性的剥落破坏风险评估方法尚不健全、不完备信息条件下岩爆风险评估方法尚不完善等三方面关键问题,本文利用案例统计、理论解析、现场监测和数值模拟等相结合的方法,系统研究提出了基于不确定性分析的深埋硬岩隧道剥落破坏与岩爆风险评估方法,对于有效指导硬岩灾变防治具有重要的现实意义。本文取得的主要研究成果具体如下:（1）针对硬岩隧道常用的启裂-剥落界限本构模型中围岩单轴抗压强度、启裂强度与抗压强度比及抗拉强度三个参数,系统分析了其不确定性来源,确定了概率统计特征;利用粒子群-多输出支持向量机方法建立反映反演参数与隧道多源监测数据间非线性映射关系的智能响应面;结合贝叶斯分析方法构建概率反演模型,运用马尔科夫链蒙特卡洛模拟算法实现了三个围岩参数同时动态更新;解释了围岩参数更新前后隧道结构变形存在差异的原因,揭示了围岩参数不确定性导致风险产生的演化机制。（2）基于启裂-剥落界限方法不确定性分析,提出了一种深埋硬岩隧道剥落破坏普适性风险评估方法。首先,利用可靠度设计方法,建立基于Hermite随机多项式展开随机响应面的剥落破坏深度概率可靠度估测模型,确定拱顶与拱腰剥落破坏发生概率;其次,利用单位长度隧道断面剥落破坏深度与平均损失费用计算破坏后果直接经济损失,由此开展剥落破坏风险估计;最后,推导得到剥落破坏预期成本比理论解析公式,确定了剥落破坏可能性概率等级阈值,计算得到了风险分级标准。将该方法应用于加拿大低中放废物深地质处置库工程案例中,得到了拱顶剥落破坏、拱腰剥落破坏与两者同时发生三种情况下风险等级,并分析了常用深度估测经验公式、随机变量变异系数与相关系数对剥落破坏深度概率估测的影响。（3）基于岩爆实际案例统计分析,从中提取最大切向应力、岩石单轴抗压强度、岩石单轴抗拉强度、应力强度比、岩石脆性系数、弹性变形能指数等六个主要特征参数,确定各参数概率分布函数与相关性;构建Copula理论框架下六个参数多维联合概率分布函数,建立反映六个参数与隧道岩爆预测等级值间非线性映射关系的粒子群算法优化最小二乘支持向量机智能响应面,由此联合确立了基于Copula理论的最小二乘支持向量机岩爆预测概率模型,利用蒙特卡罗模拟方法得到了岩爆预测等级值威布尔概率分布函数,提出了隧道岩爆预测概率模型。（4）基于岩爆微震监测实际案例统计分析,从中选取累积事件数、事件率、累积释放能量对数、能量速率对数、累积视体积对数与视体积率对数等六个主要特征参数,确定各监测参数概率分布函数与相关性;构建Copula理论框架下六个监测参数多维联合概率分布函数,建立反映六个监测参数与隧道岩爆预测等级值间非线性映射关系的粒子群算法优化随机森林智能响应面,利用蒙特卡洛模拟确立了基于Copula理论的随机森林岩爆预测概率模型;基于人员伤亡、直接经济损失、社会影响、环境影响与工期延误等五种后果情形,建立了岩爆事故后果当量计算模型;结合风险等高线图,确定岩爆风险分级标准,由此构建了岩爆风险评估贝叶斯网络模型,计算得到不同岩爆风险等级及其概率值,提出了基于贝叶斯网络的深埋硬岩隧道岩爆风险动态评估方法。结合施工前岩爆风险可能性估测,构建了岩爆两阶段风险评估机制。（5）系统分析了围岩参数不确定性与模型不确定性对岩爆风险可能性概率估测结果的影响,以及施工中岩爆风险贝叶斯网络评估模型准确性与适宜性对评估结果的影响。锦屏二级水电站实际岩爆案例应用结果验证了施工前岩爆风险可能性估测方法与施工中岩爆风险动态评估方法的可行性,并通过对比分析表明了岩爆两阶段风险评估机制的合理性与实用性。
裴峰[3]（2020）在《纱岭金矿深部地层岩体力学性能与深竖井围岩稳定性分析及控制》文中研究说明随着浅部矿产资源的日益枯竭,我国逐渐进入深部开采阶段,片帮、岩爆、局部大变形等灾害较浅部在频度和强度方面显着增加,成为深部地下工程建设亟需解决的问题。深部地下工程灾害是由岩石本身力学性能、所处复杂地质环境和开挖扰动力学响应引起的。埋深的增加导致地应力升高,而高地应力导致的围岩片帮、剥落、岩爆以及大变形则是制约深竖井设计和施工的关键因素。深部地层岩石在高地应力作用下力学特性及工程响应较浅部岩石存在明显差异,导致地下工程灾害具有多发性和突发性。因此,开展高地应力作用下深竖井围岩稳定性研究具有重要意义。本文结合国家重点研发计划项目-深部金属矿建井与提升关键技术,从金属矿深竖井开挖围岩稳定性分析及控制这一科学问题出发,依托纱岭金矿在建深竖井为工程背景开展研究。基于深部地层地应力场分布特征、室内岩石力学试验、数值模拟和理论分析,系统研究了不同赋存深度岩石在动、静载荷作用下力学性能、能量演化与分配比例和失稳破坏过程及随深度变化规律,结合声发射监测技术进一步探讨了不同赋存深度岩石失稳破坏过程中声发射信号的频率、时序特征以及硬脆性岩石高地应力作用下致灾机理。最后,采用数值模拟方法模拟了纱岭金矿主井开挖应力场、变形场、能量场、塑性区和围岩损伤程度特征及其随深度变化规律,揭示了围岩失稳破坏机制,并提出相应失稳控制理论和技术措施。相关研究成果对深部建井围岩稳定性分析以及开挖支护提供了理论支撑。主要研究成果如下:（1）在纱岭金矿建井工程区地层完整性分析的基础上,针对主井、副井、回风井的3个深钻孔内进行水压致裂地应力测量,获得了纱岭金矿建井工程区560～1532 m范围内地应力场随深度变化规律。分析了最大水平主应力方向与山东渤海沿岸地区最大水平主应力方向的关系,从板块运动的角度解释了最大水平主应力方向形成的机制,明确了建井工程区深部地层岩石所处复杂地层环境和地应力场特征。（2）选取井筒穿越变辉长岩和花岗岩两种岩石为主要研究对象,通过X射线衍射试验（XRD）和双目透反射偏光显微镜观察得到了岩石基质的类型、矿物组成和微观结构。对不同赋存深度岩石开展了动、静加载作用下岩石力学试验,从力学特性、破坏形态、声发射信号和失稳破坏演化过程分析了深部地层岩石物理力学性能、脆性破坏特征及随深度的变异性。同时,对岩样破裂断口进行电镜扫描获得了破裂断口细观形貌,从细观角度分析了硬岩的脆性破坏机制。最后,基于多重判据冲击倾向性判别准则对深部岩石冲击倾向性进行评价,采用冲击危险性和冲击危险势指标表征深部地层岩石发生冲击破坏的可能性及强度。（3）岩石储能能力是片帮、岩爆等灾害能量判据的重要指标,基于岩石极限储能理论研究了深部地层岩石储能能力随深度变化规律。综合考虑给定深度和周围应力环境因素,通过特征应力以及两个阶段能量随围压的变化规律,揭示了围压对岩石渐进破坏的影响。利用循环加卸载试验分析了深部地层岩石加载过程中力学参数的演化规律,表明了循环载荷对岩石强度参数具有强化和损伤双重效应作用,进而反映岩石能量存储与耗散特征,同时提出了修正后的CWFS（粘聚力弱化摩擦强化）模型;系统分析了岩石加载失稳破坏过程中输入能量密度、弹性应变能密度和耗散能密度演化过程及分配规律,进一步揭示了岩石峰前以积聚弹性应变能为主、耗散能为辅的能量演化规律,同时阐明了能量演化及分配规律的围压效应;最后,从能量耗散角度分析了岩样损伤与应力水平之间的关系,基于耗散能发展规律建立了围岩失稳破坏能量判据,揭示了深部地层围岩损伤破坏能量机制。（4）岩石等脆性材料破坏过程能量耗散主要用于裂隙结构面的产生及其相互摩擦,采用分离式霍普金森压杆（SHPB）对深部花岗岩开展不同冲击速度作用下动态力学试验,得到了深部地层岩石动态抗压强度、破碎形态、能量耗散与冲击速度之间的关系,并与静态加载试验结果进行对比分析。探讨了冲击过程中耗散能密度、透射能密度、入射能密度等随冲击速度的演化规律,揭示了冲击破坏后破碎岩样分形维数特征,进一步研究了深部地层围岩突发式失稳破坏的内在机制。（5）基于声发射（AE）监测技术,从特征参数（计数率、能量率、累计计数、累计能量）和波形（幅值和峰频）两方面研究了不同深度地层岩石加载失稳破坏过程AE信号与应力水平之间的关系以及随深度变异性特征,反演了不同应力水平下岩石的稳定性,提出了岩石失稳破坏的声发射前兆信息。通过循环加卸载试验研究了不同赋存深度冲击性岩石加载过程中的不可逆性,得到了不同受力及变形阶段声发射信号变化特征及规律,揭示了岩石内部损伤程度的非线性加剧过程。同时探讨了加卸载过程中声发射b值演化规律,为进一步反演岩石损伤及破坏机制提供了理论依据。（6）综合考虑岩体声波波速随深度的变化、岩芯质量完整性、地下水、地应力分布特征和室内岩石力学试验的基础上,采用Hoek-Brown强度准则合理获得不同深度地层岩体力学参数。利用FLAC3D数值模拟软件分析了纱岭金矿主井穿越复杂地层应力场、变形场、塑性区特征及随深度变化规律,总结了围岩力学响应的时空演化规律和特征。采用破坏接近度指标分析了围岩损伤范围与破碎程度随深度变化关系,同时确定了最小支护深度和安全支护深度的范围。通过深竖井开挖后围岩能量积聚特征,确定了围岩能量积聚范围,合理预测了井筒围岩片帮、岩爆发生位置及强度,同时提出了相应卸压及支护措施。综合影响围岩稳定的多种因素对纱岭金矿主井地层进行了危险区划分,开展了围岩稳定性分析并提出深竖井施工围岩支护设计方案。
孙艺丹[4]（2020）在《深部开采覆岩断裂动载下巷道围岩失稳机理及控制研究》文中提出针对深部开采覆岩断裂动载致使巷道围岩处于长期、频繁扰动状态,造成巷道动力灾害的问题。本文基于应力波理论、扰动状态概念理论、蠕变理论、室内物理相似模拟、岩石基本力学特性试验、FLAC3D数值分析、正交试验原理和室外现场测试等手段,以深达千米的沈南矿区红阳三矿深部巷道动力扰动为工程背景,研究了覆岩断裂致灾机理、深部巷道围岩变形破坏规律、循环荷载下岩石的力学行为、能量耗散特性及疲劳损伤特性,分析了动力扰动条件下巷道围岩变形影响因素和变形机理,提出了控制围岩变形的支护方案。（1）建立了覆岩断裂力学模型,分析了动载传播机理及巷道围岩的动力响应特征,得出了顶板断裂方式及断距,揭示了巷道动载强度与顶板断裂动载之间的关系,通过相似模拟实验验证了工作面推进过程中覆岩的运动特征、结构特征以及巷道围岩动载响应。（2）利用MTS-815岩石力学测试系统、声发射系统开展循环荷载下砂岩疲劳损伤试验,探讨循环荷载下上限应力和加载频率对砂岩疲劳损伤特性的影响,分析了砂岩在循环加载下应力-应变曲线特征、能量耗散特征、声发射特征以及疲劳损伤演化规律。在蠕变理论及扰动状态概念理论基础上,建立了循环荷载下峰值应变与循环次数之间的理论模型。通过试验数据对建立的基于扰动状态概念理论的砂岩疲劳损伤模型参数进行了辨识,验证了模型的合理性。（3）基于弹性理论和应力波理论,分析了扰动状态下高应力巷道围岩失稳机理,采用FLAC3D软件,在正交优化组合的基础上对动力扰动下影响巷道围岩稳定性的因素（扰动幅值、频率、侧压力系数和扰动时间）进行敏感性分析;利用多元线性回归分析法建立了多因素作用下顶板变形、底板变形、帮部变形、顶板塑性区范围、底板塑性区范围以及帮部塑性区范围的数学公式,并对结果进行回归效果检验。（4）受构造应力以及开采条件影响,红阳三矿西二采区1208工作面推进过程中出现了强烈的矿压显现、片帮以及巷道围岩变形严重等现象。采用微震监测系统、顶板动态监测仪及FLAC3D数值模拟软件研究了深部工作面回采过程中微震活动特征及巷道变形破坏特征,模拟了动载前后巷道围岩及支护体力学响应特性。利用理论分析和数值模拟对原支护参数进行了优化,提高了支护效果,对实际工程具有指导和参考价值。该论文有图92幅,表30个,参考文献191篇。
姜桥[5]（2020）在《水-岩作用下砂岩卸荷损伤机理及演化模型研究》文中研究表明卸荷作用广泛存在于地质作用及人类的工程活动过程中,由于卸荷作用而导致的工程岩石变形破坏现象普遍存在。随着三峡工程的蓄水发电和我国西部地区一大批大型水利水电工程的开发建设,不可避免地涉及大体量的人工开挖卸荷,在水库蓄水运行后,大量卸荷损伤岩石在水-岩作用下的劣化效应将直接影响涉水边坡的长期变形稳定。如何准确建立水-岩作用下岩石的损伤演化模型,并从理论上确立岩石损伤的临界态是确定岩石变形力学状态的关键,也是各种水电工程涉水边坡安全稳定性评价的重要支撑。而就目前涉水边坡水-岩作用相关研究成果来看,主要集中在各种类型“完整”岩石的物理力学特性劣化效应及机理分析,较少考虑初始卸荷损伤对水-岩作用劣化效应的影响。基于此,本文开展了单试件重复加载试验,卸荷损伤砂岩的物理力学试验,水-岩作用下卸荷损伤砂岩的物理力学试验,并基于自组织临界理论及重整化群理论得到了砂岩损伤临界值,建立了物理意义明确,能准确描述卸荷损伤砂岩损伤全过程的损伤演化模型,构建了卸荷损伤砂岩的损伤临界判据。最后基于本文提出的临界损伤值修正了崩滑灾害临界位移的两个指数律,并对典型斜坡进行了分析预测。本文取得的主要研究结果及结论如下:（1）基于抗压强度、抗剪强度及能量的角度出发,通过单试件重复加载法确定临界损伤值,得出基于轴向应变能求得的临界损伤值相对偏低,从工程安全的角度考虑,建议采用单试件重复压缩试验确定岩石临界损伤值时以抗压强度作为损伤变量求取较为合适。（2）不同卸荷损伤砂岩抗剪强度参数的劣化规律基本一致,但也存在不同,即粘聚力、内摩擦角随着卸荷量的增加而逐渐降低,但是在卸荷量达到90%时出现了内摩擦角的一个回弹,即在卸荷量较低时,内部因卸荷损伤所致的裂纹还不至发达,围压效应明显,在初始围压作用下,其内部裂纹处于闭合状态,但当卸荷量超过80%之后,尤其是达到90%时,岩样内部裂纹开始由初始的无序状态向有序的失稳状态衍生、丛集,富集成核。此时即使存在围压的作用其内部的裂纹仍然无法完全闭合,内部卸荷裂纹的存在致使摩擦接触面积的增大,形成摩擦强度的增加即导致内摩擦角出现了一个回弹。但粘聚力主要是由颗粒及胶结物的胶结强度来决定,卸荷量越大,其损伤越大,胶结强度必然降低。（3）卸荷损伤砂岩水-岩作用过程中钠离子的生成速率大于钾离子生成速率大于钙离子的生成速率,一方面钠离子其活性强于钾离子及钙离子,在离子竞争中,占据主导地位,因此钠长石于水的反应速度最快,析出的离子最多,另一方面长石矿物发生水化反应时会生成原硅酸,原硅酸的势能高,极不稳定,易分解为Si O2胶体,而带负电荷的Si O2胶体会吸附带着正电荷游离态的金属离子,而阳离子的被吸附和交换的能力,随着它们的电价的增加而增加。在阳离子电价相等,它们被吸附的及交换的能力则随着其半径的增加而增加,因此按其交换能力及被吸附的大小顺序为:Ca2+>K+>Na+,钠离子被吸附最少,钙离子被吸附最多,即钠长石最容易溶解,其次是钾长石、钙长石。（4）通过对自然气候系统、区域滑坡系统、库区单一滑坡系统以及室内试验等角度的综合分析得出自然界中的复杂系统存在着大量的自组织临界现象,且当一个复杂系统跨越了其临界点会增加其他系统跨越临界点的风险,自组织性及临界性是卸荷损伤砂岩水-岩作用系统在其内部复杂及高度非线性的耦合（反馈）作用下自行朝着临界状态演化的过程。（5）提出了一种反映岩石临界损伤状态的临界损伤常数C,进而得到卸荷损伤砂岩水-岩作用下的损伤临界判据,并基于重整化群理论,通过考虑颗粒间的密实程度,引入颗粒最密填充方式及最松填充方式得到其损伤临界值的范围,并通过相关文献验证了本文提出的临界损伤常数皆在其范围内。（6）提出了基于临界损伤值常数修正后的崩滑灾害临界位移准则。并通过对典型崩滑的实例分析,得到特征点位移预测值与实际监测位移更加接近,且误差在8%以内,证明了基于本文提出的临界损伤常数修正后的崩滑灾害临界位移准则是可行及合理的,也从侧面验证了本文提出的临界损伤常数。相关研究成果对于深入揭示卸荷损伤砂岩在水-岩作用下的损伤机制以及建立判定砂岩进入临界损伤状态的判据具有一定的启示及指导意义,可为涉水边坡的支护时机提供相应的理论依据。
张亮[6]（2020）在《干湿循环下节理砂岩力学特性损伤效应及本构模型研究》文中研究表明由于地下水位变化、降雨及库区水位升降,岩土体长期处于干湿交替的环境中,这种长期的干湿循环必然导致岩土体力学特性劣化,进而引发一系列的地质灾害。三峡水库更因调度运用而形成受干湿循环影响严重的消落带,部分消落带岩体最终因外荷载、节理及干湿循环的耦合作用而发生破坏。因此,探究消落带岩体在干湿循环作用下的力学特征劣化效应,揭示其宏细观损伤劣化机制,建立可以考虑干湿循环效应的节理岩体宏细观耦合损伤本构模型,对于加强库岸斜坡岩体的稳定性分析及库区地质灾害防治工作具有重要的理论价值和实际意义。为了探寻节理岩体的干湿循环损伤劣化机制,本文依托国家自然基金面上项目“干湿循环下节理岩体宏细观损伤劣化机制及本构模型研究（51978106）”,针对库岸斜坡岩体遭受干湿循环作用而引起的力学特征劣化问题,采用室内试验（宏细观）、数值模拟及理论分析等方法,并结合岩石力学、损伤力学及线弹性断裂力学等理论,对干湿循环作用下节理砂岩的宏观力学特征、劣化效应、破坏特征、损伤演化应变场及声发射特征、断裂准则、能量演化机制、细观损伤演化机制、宏细观耦合损伤变量及损伤本构模型进行了全面而系统的研究,主要的研究内容及结论如下:（1）通过节理砂岩的室内干湿循环试验,开展了干湿循环下节理砂岩宏观力学特征研究。结果表明:干湿循环初期节理砂岩应力应变曲线峰前塑性变形阶段不明显,而当干湿循环到达一定次数后,应力应变曲线的塑性变形阶段开始变得明显,且其峰后破坏大都具有明显的脆性特征;随着干湿循环次数的增大,节理砂岩破坏时发生岩块弹射（对应翻译）的剧烈程度逐渐降低,破裂声响也逐渐较小;随着干湿循环次数的增大,岩样的抗拉压强度及弹性模量均呈对数函数递减规律;节理岩样的Mohr-Coulomb与Hoek-Brown准则强度包络线随着干湿循环次数的增大逐步缩小,且完整岩样强度包络线的缩小幅度大于节理岩样。（2）通过声发射及数字图像技术分析方法量化追踪干湿循环后节理砂岩裂纹演化及破坏特征,建立了干湿循环条件下岩石的断裂准则。干湿循环作用对节理岩样的破坏模式影响显着,随着干湿循环次数的增大,节理岩样破坏由最初只出现裂纹,转变为同时出现不同形式裂纹和表面溃屈剥落现象,且岩样表面的溃屈剥落程度在不断的加重;干湿循环后节理岩样声发射事件主要经历了4个阶段:初始活跃期、平稳活跃期、指数活跃期和高峰活跃期,干湿循环后节理岩样的声发射特征明显减弱,节理岩样在变形破坏过程中小型声发射事件的比例随着干湿循环次数的增加而逐渐增大;考虑干湿循环断裂判据计算出的断裂韧度与断裂试验所得的变化规律一致,说明建立的断裂判据可用于干湿循环作用下岩石断裂韧度的估算。（3）基于岩石能量耗散理论,研究了干湿循环下节理岩样的能量演化机制,分析了峰值点能量指标的干湿循环效应和围压效应。节理受荷能量损伤演化划分为6个阶段,即初始损伤阶段、稳定损伤阶段、损伤平稳阶段、加速损伤阶段、突变损伤阶段、损伤破坏阶段;峰值点弹性应变能与总能量随干湿循环次数增大而逐步减小,二者与干湿循环次数拟合公式符合对数递减规律;弹性能耗比变化率出现连续突变和剧烈突变,预示着节理岩样裂纹扩展和失稳破坏;岩样在峰值点处轴向压力所产生的能量U1和弹性应变能Ue都随着围压的增大呈线性增大趋势,围压做负功消耗的应变能U3随着围压的增大呈线性负增大趋势,静水压力所产生的能量U0也随着围压的增大而线性增大,且U0随着节理数量增多而逐渐增大。（4）对干湿循环下节理砂岩开展了细观试验研究,并利用颗粒流模拟分析干湿循环下节理砂岩的细观损伤演化机制。干湿循环作用造成岩样内部损伤不断加剧,低等级孔隙逐步向高等级孔隙范围转变,孔隙结构的整体变迁路径为小孔隙-中孔隙-大孔隙,小孔隙和小孔喉的占比都随干湿循环次数增加呈逐渐减小趋势,而中孔隙、中孔喉与大孔隙、大孔喉占比则随着干湿循环次数的增加而逐步增大;干湿循环下节理岩样裂纹演化大都经历缓慢增加、匀速增加、阶梯增加及突变增加四个阶段,峰值点处的细观裂纹数目随着干湿循环次数的增加而不断增多;节理砂岩内部碎屑颗粒的挤压破碎、拉伸断裂及溶蚀作用等共同导致其细观孔隙结构发育,造成岩样孔隙度与渗透率的增大,岩样内部这些细观损伤演化是造成节理砂岩力学特征劣化的本质原因。（5）基于连续损伤力学与线弹性断裂力学,结合室内试验结果,分别推导了宏观节理损伤变量、受荷细观损伤变量及干湿循环损伤变量的计算公式,利用应变等效原理建立了可以综合考虑宏观节理损伤、受荷细观损伤及干湿循环损伤的宏细观耦合损伤张量,最后,基于损伤理论建立了干湿循环条件下节理砂岩宏细观耦合损伤本构模型,并对本构模型的初始压密段进行修正,利用修正的本构模型对干湿循环下节理砂岩的应力应变曲线演化进行了预测,并将其与室内试验应力应变曲线进行对比,验证了本文所建立干湿循环下节理砂岩宏细观耦合损伤本构模型的可靠性。
孙纬宇[7]（2020）在《浅埋偏压大断面黄土隧道地震响应特征与震害机理研究》文中研究指明黄土高原分布于我国西部,是强震易发区,容易诱发大规模密集连片的黄土滑坡震害。随着西部大开发战略和“一带一路”战略的深入实施,我国西部黄土地区交通基础设施建设规模迅速发展。隧道作为交通生命线工程的主体结构之一,在沟壑纵横的黄土高原地区修建时,进出口部位不可避免地容易形成傍山的黄土偏压隧道。而震害调查显示,隧道洞口浅埋偏压段是隧道震害的易发部位,且黄土具有动力易损的力学特性。因此,对黄土隧道浅埋偏压段地震响应特征和震害机理进行研究具有重要意义。本文从隧道洞口浅埋偏压段的实际震害现象出发,运用数值计算和模型试验相结合的方法,对浅埋偏压大断面黄土隧道的地震响应特征以及震害机制进行了深入研究,取得如下成果:（1）在搜集隧道震害实例的基础上,归纳和总结了隧道洞口浅埋偏压段的震害类型,并对每种震害类型进行了深入分析,为浅埋偏压大断面黄土隧道震害特征和震害机理的研究提供指导。（2）总结了隧道抗震分析中常用的几种边界条件,分析了几种边界条件的优缺点。基于粘弹性边界条件推导了SV波倾斜入射时的地震动输入方法,并在通用有限元软件ANSYS中编制了相应的计算程序,实现了粘弹性人工边界和等效节点荷载的自动施加。（3）基于SV波倾斜入射的地震动输入方法,计算了地震波分别从迎坡面和背坡面输入时浅埋偏压大断面黄土隧道的地震响应特征,得到了地震波背坡面输入对浅埋偏压隧道的抗震不利;分析了地震波入射角度、偏压角度和覆土厚度对浅埋偏压大断面黄土隧道地震响应的影响,得到了衬砌结构的应力分布特征、加速度响应特征、隧道衬砌的易损部位、各因素对动力响应的影响顺序（地震波入射角度>偏压角度>覆土厚度）,以及围岩和坡面的破坏特征与地震波入射角度和偏压角度之间的关系。（4）通过振动台模型试验,研究了浅埋偏压大断面黄土隧道的地震动力响应特征,得到了坡面和坡体内加速度放大系数的变化规律、隧道结构对坡面放大系数的影响区域（水平向为0.20.8H,竖直向为0.20.6H）及影响最大的位置（0.4H）、坡顶加速度放大系数随加载幅值的变化规律、隧道衬砌的变形受力特征、隧道衬砌特征部位处的加速度响应特征。（5）通过对浅埋偏压大断面黄土隧道振动台模型试验过程中隧道边坡、隧道衬砌的破坏演化过程和破坏特征的归纳和总结,提出了地震荷载作用下浅埋偏压大断面黄土隧道边坡和隧道结构的破坏模式及震害机理,并结合震害实例,对数值计算和模型试验所得的隧道边坡的破坏特征和隧道衬砌的易损部位进行了验证。
方士正[8]（2020）在《负温环境下弱胶结红砂岩动态力学性质试验研究》文中研究说明我国的能源供给的大部分仍然是靠煤炭来完成,由于储量分布不均再加上中东部地区早期开发早,所以我国中东部地区煤炭资源几乎消耗殆尽,因此形成了我国现在煤炭开发的格局,即向深部以及西部地区发展的趋势。特殊的成岩环境和沉积过程,造成我国西部地区广泛分布着中生代侏罗系、白垩系胶结程度较低的一类软岩地层。弱胶结岩石的胶结能力差,受扰动后易产生裂隙,形成导水通道,给工程建设和安全带来隐患。目前工程中常采用人工冻结法进行施工,冻结地层开挖过程中,常使用动力机械开挖或者钻眼爆破法。无论是哪种方法,冻结岩体都经常处于动态荷载中,冻结岩体在动态荷载下的力学响应不仅关系到工程的高效掘进,还影响到冻结壁的安全稳定。本文针对西部井筒工程中常见的弱胶结红砂岩,对其负温环境下的动态力学性质开展研究。从加载速率、温度效应、侧向约束作用三个方面为切入点,利用改进后的霍普金森杆实验系统,首先对常温下干燥和饱水弱胶结红砂岩动态力学性质进行研究,分析含水条件对其动态力学性质的影响;其次,根据现场冻结温度,设置试验温度梯度为25℃～-25℃,开展负温环境下弱胶结红砂岩的动态压缩、拉伸性能研究,建立加载速率、温度、约束状态与其动态力学特征参数的关系;基于SHPB能量分析方法,分析讨论了单轴压缩加载时冻结饱水弱胶结红砂岩的能量耗散规律,最后分析了岩石的宏细观破坏特征,并进行了相应的解释。围绕着负温环境下弱胶结红砂岩动态力学响应,本文取得了一定的结论,主要表述如下:（1）采用XRD、SEM、低温压力机、声波测试仪等多种测试手段对弱胶结红砂岩的物理力学性质进行分析。通过试验确定了弱胶结红砂岩的矿物成分,岩石内部颗粒接触方式,纵波波速特征等。准静态试验结果表明,干燥和饱水状态下弱胶结的力学特征参数均具有显着的温度效应。干燥岩石的压缩强度、拉伸强度均随着温度的降低而增加;饱水岩石的压缩强度、拉伸强度随温度降低先增加后减小的变化趋势,拐点均在-15℃出现。对比干燥和饱水岩石的准静态力学强度及弹性模量,发现水的存在对弱胶结岩石力学行为具有显着的影响,干燥岩石抗变形能力强于饱水岩石。（2）针对含水状态对弱胶结红砂岩动态力学性质影响,通过调节撞击杆冲击速率下施加不同荷载,开展了两种含水状态下岩石的单轴及侧向约束下的动态压缩试验,以及基于巴西圆盘试验的动态劈裂拉伸试验。通过试验得出,岩石动态力学性质与加载速率（应变率、加载率）密切相关,各项力学特征参数均表现出加载速率的强化效应。水的存在对弱胶结岩石有显着的劣化效应,干燥岩石动态强度均大于相应的荷载形式下的饱水岩石强度。侧向约束对岩石的动态力学性质影响显着,动态压缩荷载作用下,岩石的强度及临界应变均显着提升。（3）针对负温环境下的饱水弱胶结红砂岩动态力学响应问题,利用改进后的SHPB实验系统进行了不同应变率的动态压缩试验,及基于巴西圆盘实验的动态劈裂拉伸试验,分析和讨论了负温梯度、应变率及约束状态对饱水弱胶结红砂岩的动态力学响应的作用规律。试验发现,负温范围内对岩石破坏随着温度降低存在由脆性向塑性转变的趋势;各温度下饱水弱胶结红砂岩均对应变率敏感,随应变率的增加出现强度提高的特征。综合考虑弱胶结岩石的温度效应和应变率效应,对两个主要影响因素与强度进行拟合,发现各温度下动态单轴压缩强度与应变率的关系可以近似的表示为:对比单轴及侧向约束时的动态强度发现,各温度下侧向约束影响因子值均大于1,体现了侧向约束对负温环境下岩石承载能力的提升。（4）饱水弱胶结岩石的强度和动态弹性模量在动态荷载作用下表现出显着的温度效应。在室温至-15℃范围内,岩石动态压缩强度随温度降低呈增高趋势,-15℃～-25℃温度范围内,随温度降低强度减小,在负温范围内呈双折线状,表明弱胶结红砂岩的动态拉伸性质同样受到加载率和温度环境的共同影响。（5）基于SHPB的能量算法,对弱胶结岩石在动态单轴压缩破坏中的能量耗散问题进行研究,分别对常温下干燥和饱水岩石、负温下饱水弱胶结红砂岩的耗散能随加载速率和温度变化关系进行分析和讨论。结果发现,常温下干燥和饱水试样的耗散能均具有显着的应变率相关性,与应变率具有线性正相关关系。当岩石处于负温环境时,在低应变率下内部颗粒是主要的力学响应载体,当应变率增加后,温度对其内部结构的作用开始显现。为预测弱胶结红砂岩的能量耗散能力,建立单位岩石体积耗散能与温度和应变率的关系。（6）针对经历水力热耦合作用后的岩石宏细观破坏特征进行分析。首先对压缩及拉伸荷载作用下的岩石破碎形态进行研究,分析温度及加载速率对岩石破坏的作用规律。对水热岩耦合作用机理进行分析,提出了温度的强化作用和弱化作用的细观机制,强化作用主要体现在岩石内部机制的收缩,水冰相变对岩石内部孔隙的固态填充,弱化作用是由于颗粒间在负温下收缩系数不匹配,水冰相变引起的冻胀力作用。就本试验而言在-5℃～-15℃温度范围内,强化作用起主导地位,在-15℃～-25℃温度范围内,弱化作用则更为显着。（7）通过对岩石断口的SEM图像分析发现,弱胶结红砂岩的断裂形式主要为胶结物破坏,颗粒间破坏,伴有少量的穿颗粒破坏,温度梯度对岩石断口形貌产生显着影响。
张亦海[9]（2020）在《考虑岩体非线弹性的深部地应力测量方法研究》文中认为地应力是地下岩体工程的基本荷载条件,也是地下岩体工程稳定安全分析中必须考虑的重要因素,对地下工程建设的设计和施工具有指导意义。目前基于岩体线弹性假设为前提的地应力测量理论在深部岩体地应力测量中产生了较大偏差,本文在研究了现有空心包体应力解除法测量理论基础上,分析了深部岩体在高应力状态下非线弹性变形特性,改进标定了适用于深部解除法试验方法与技术,提出了一种考虑应力解除过程的原岩应力分段叠加算法,同时对现有空心包体应变计在探头结构、胶结材料、采集方式等方面进行了优化,提高了测量的精确性、便捷性、稳定性。主要研究内容如下:（1）对山东黄金集团莱州三山岛金矿及甘肃金川集团镍矿二矿区埋深800m和1000m深部花岗岩进行花岗岩单轴、三轴静态力学加载试验。针对深部花岗岩试件结晶颗粒大,节理裂隙发育,不同试件之间差异较大等特性,设计了同一试件在多个围压下的三轴阶梯加载试验,通过分析同一岩样在围压1OMPa、30MPa、50MPa下弹性变形段应力-应变数据,建立了体应力与变形模量之间的非线弹性模型,模型中包含三个物理参量a、b、K0（c、d、Go）,并具有明确的物理含义。（2）针对现行围压率定试验装置最大压力值无法满足模拟深部岩体所受原岩应力大小的现状,研发了基于液压油自密封原理的多尺寸岩芯通用型高围压率定装置和高压长效加载率定系统,该装置由加载系统、高压舱体、多口径适用型盖板、高强度自密封皮套等部分组成,实现了最大径向压力达100MPa和60MPa下长期保载2个月的性能。（3）应用高围压加卸载试验技术,进行了深部解除岩芯高压率定试验研究,将提出的非线性模型引入到原岩应力计算参数的增量公式中,推导出解除岩芯所受平均应力与应变之间的关系公式,提出了非线性岩体地应力测量的围压率定修正方法。（4）在岩芯解除过程中温度变化对应变测量结果引起的误差是不可忽略的,在蔡美峰院士发明的温度补偿空心包体应变计研究的基础上,提出了对测量应变片和采集电路进行双温度补偿修正解除应变值,尽可能的减小应变片和采集电路因温度变化而产生的测量误差。三山岛金矿-795水平深部花岗岩无线式空心包体应变计解除岩芯,采用温度补偿算法计算的热敏通道（T1）数据从424με修正为359με,修正量为15%,采用双温度补偿算法后,各测量通道补偿修正值在10～23με。解除过程中测点温度变化约在3℃左右,变化规律符合空心包体解除应变曲线特征。（5）为了消除空心包体应变计与岩壁之间有几毫米左右的环氧树脂胶对所测地应力结果的影响,计算公式中引入四个k系数。讨论了岩芯所受平均应力从0到30MPa时k1、k2、k3、k4系数变化取值,分别为1.021到1.163,0.967到1.140,0.738到0.788,1.944到1.132。若按分段取值方法确定,则对计算时引起的最大误差为8.14%,10.27%,4.06%,11.84%,若采取每段都是按相同值计算引起的最大误差为11.34%,13.01%,5.48%,18.1%,因此采用分段取值方式确定k系数有助于提高地应力计算精度。（6）基于深部岩体非线性特征分析,提出了一种考虑应力解除过程的原岩应力分段叠加算法,消除了传统计算方法中线性拟合计算参数所带来的误差。算法中每个阶段的应变计算值是应变计探头最小时间间隔所采集解除应变值,上一阶段的原岩应力计算值用于下一阶段K和G参数代入计算获取,初始计算参数为完全解除状态时的K0和G0。（7）在三山岛金矿-795水平原位地应力反演计算中,应用分段叠加算法和传统算法分别进行对比计算,结果表明:通过考虑深部岩石高应力加载状态下非线性变形特征,应用双温度补偿技术修正解除应变,采用分段取值方法确定k系数等方面提高了应力分量计算精度,所提出的分段叠加算法计算的原岩应力平均值比传统算法计算值大19%,且两种算法计算的三个主应力方向和倾角基本一致。
杜彬[10]（2019）在《酸性环境干湿循环作用下红砂岩动态力学特性研究》文中指出在库区高陡边坡、堤坝、地下工程围岩等岩石工程领域,受地下水位升降、降雨、库区水位波动等因素的影响,部分岩土体长期处于干湿循环交替的环境中。与常规静载条件相比,在机械采掘、爆破、岩爆和地震等动荷载的扰动下,处于高应变率和干湿循环耦合作用下的岩石力学特性及损伤破裂机理具有本质的区别。针对上述工程实际需要,以红砂岩为研究对象,本文综合运用试验研究、理论分析等方法,借助SEM扫描电镜等分析手段,对酸性环境干湿循环作用下红砂岩的动力学特性及损伤破裂机理进行了系统的研究,主要工作及研究内容如下:（1）对酸性环境干湿循环作用下红砂岩的密度、纵向波速、吸水率、单轴抗压强度、抗拉强度等物理力学参数进行了测试,分析了上述物理力学参数随干湿循环次数和pH的演化规律,并通过扫描电镜对试样的外观形貌进行了观测,对比分析了中性溶液及酸性环境干湿循环作用下红砂岩的损伤劣化机理。（2）借助霍普金森压杆（SHPB）试验系统,开展了酸性环境干湿循环作用下红砂岩试样的动态压缩试验,得到了应力-应变曲线、弹性模量、峰值应力、能量耗散、宏观破坏特征、分形维数等随应变率、干湿循环次数及pH的演化规律,并根据线性拟合方程的斜率大小探讨了抗压强度、弹性模量、能耗密度对各影响因素敏感性的变化规律。（3）采用巴西圆盘加载方法对酸性环境干湿循环后红砂岩的动态拉伸特性进行了研究,得到了红砂岩动态抗拉强度、能量耗散、宏观破坏特征和碎块平均尺寸随加载速率、干湿循环次数及pH的变化规律,分析了动态抗拉强度及能耗密度对各影响因素敏感性的强弱。（4）在损伤变量中考虑应变率（加载速率）的影响,建立了干湿循环后红砂岩动态抗压强度及抗拉强度衰减函数模型,为长期干湿循环作用下岩石动态强度的预测提供了参考。（5）采用直切槽半圆弯拉法（NSCB）对酸性环境干湿循环作用下红砂岩试样进行动态断裂韧性测试,得到了加载速率、干湿循环次数及pH对动态断裂韧度的影响规律,建立了红砂岩动态断裂韧度随加载速率变化的分阶段表达式,探讨了断裂能对各影响因素敏感性的变化规律。（6）基于动态压缩试验后碎块断口形貌特征的扫描电镜试验,分析了断口形貌特征及损伤断裂模式随应变率、干湿循环次数和pH的变化规律,揭示了酸性环境干湿循环作用下红砂岩宏观损伤破裂的微细观机制。（7）以岩石损伤断裂理论为基础,结合酸性环境干湿循环作用下红砂岩动态压缩试验结果,基于Weibull分布的统计损伤模型,建立了同时考虑应变率和干湿循环效应的红砂岩损伤演化方程及本构方程,最后将试验曲线与理论曲线进行了对比,验证了方程的可靠性。研究成果可为复杂环境因素下岩石动力学响应和相关工程设计提供参考。该论文有图128幅,表27个,参考文献192篇。
二、赋存环境对岩土体弹性波波速敏感性研究（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、赋存环境对岩土体弹性波波速敏感性研究（论文提纲范文）
（1）淮南潘集矿区深部煤系岩石力学性质及其控制因素研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 煤炭深部开采及赋存条件探查研究现状 |
| 1.2.2 深部赋存条件下的岩石力学性质研究现状 |
| 1.2.3 沉积特性和岩体结构对岩石力学性质的影响研究现状 |
| 1.2.4 存在的问题与发展趋势 |
| 1.3 主要研究内容和方法 |
| 1.3.1 论文主要研究内容 |
| 1.3.2 研究方法与技术路线 |
| 1.4 论文研究工作过程与工作量 |
| 2 研究区工程概况与地质特征 |
| 2.1 研究区勘查工程概况 |
| 2.1.1 研究区位置及范围 |
| 2.1.2 潘集矿区深部勘查工程概况 |
| 2.2 研究区地层特征 |
| 2.2.1 区域地层 |
| 2.2.2 研究区含煤地层 |
| 2.3 研究区地质构造特征 |
| 2.3.1 区域构造及演化 |
| 2.3.2 研究区构造特征 |
| 2.4 研究区水文地质特征 |
| 2.4.1 区域水文地质 |
| 2.4.2 研究区水文地质特征 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 潘集矿区深部煤系岩石沉积特性及岩体结构特性分析 |
| 3.1 潘集矿区深部煤系岩石学特征 |
| 3.1.1 煤系岩石显微薄片鉴定 |
| 3.1.2 煤系砂岩岩石学特征 |
| 3.1.3 煤系泥岩岩石学特征 |
| 3.2 潘集矿区深部煤系岩性组成特征 |
| 3.2.1 研究区13-1煤顶底板岩性类型及分布特征 |
| 3.2.2 研究区11-2煤顶底板岩性类型及分布特征 |
| 3.2.3 研究区8煤顶底板岩性类型及分布特征 |
| 3.2.4 研究区4-1煤顶底板岩性类型及分布特征 |
| 3.2.5 研究区1(3)煤顶底板岩性类型及分布特征 |
| 3.3 潘集矿区深部煤系沉积环境分析 |
| 3.3.1 研究区煤系砂体剖面分布特征 |
| 3.3.2 研究区煤系沉积环境分析 |
| 3.4 潘集矿区深部煤系岩体结构特性分析 |
| 3.4.1 主采煤层顶底板岩石质量评价 |
| 3.4.2 主采煤层顶底板岩体完整性评价 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 潘集矿区深部煤系赋存条件探查及其展布规律研究 |
| 4.1 潘集矿区深部地应力测试与分布特征研究 |
| 4.1.1 深部地应力测试工程布置 |
| 4.1.2 深部地应力测试方法与测试结果 |
| 4.1.3 淮南潘集矿区深部地应力分布特征 |
| 4.1.4 深部构造对地应力场的控制作用分析 |
| 4.2 潘集矿区深部地温探查与地温展布特征评价 |
| 4.2.1 深部地温测试与测温数据处理 |
| 4.2.2 研究区地温梯度及分水平地温场展布特征 |
| 4.2.3 深部主采煤层地温场特征 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 潘集矿区深部煤系岩石物理力学性质试验研究 |
| 5.1 深部煤系岩石采样与制样 |
| 5.1.1 研究区采样钻孔工程布置 |
| 5.1.2 煤系岩石样品采集与制备 |
| 5.2 深部煤系岩石物理性质测试与评价 |
| 5.3 常规条件下深部煤系岩石力学性质试验研究 |
| 5.3.1 常规条件岩石力学试验与结果分析 |
| 5.3.2 煤系岩石力学性质参数相关性分析 |
| 5.3.3 不同层位岩石力学性质变化特征 |
| 5.3.4 本节小结 |
| 5.4 围压条件下煤系岩石力学性质试验研究 |
| 5.4.1 室内三轴试验装置与试验过程 |
| 5.4.2 深部煤系岩石三轴试验结果与分析 |
| 5.4.3 深部地应力场下煤系岩石力学性质变化规律与预测模型 |
| 5.4.4 本节小结 |
| 5.5 温度条件下煤系岩石力学性质试验研究 |
| 5.5.1 温度条件下试验装置与试验方案 |
| 5.5.2 深部温度条件下煤系岩石力学参数变化特征 |
| 5.5.3 温度条件对深部煤系岩石力学性质的影响规律分析 |
| 5.5.4 本节小结 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 深部煤系岩石力学性质差异性及其控制因素研究 |
| 6.1 深部煤系岩石力学性质差异性分布 |
| 6.1.1 煤系岩石力学性质试验参数分布的差异性 |
| 6.1.2 主采煤层顶底板岩石力学性质垂向分布的差异性 |
| 6.1.3 主采煤层顶底板岩石力学性质平面分布的差异性 |
| 6.2 深部煤系岩石沉积特性对力学性质的控制作用 |
| 6.2.1 煤系岩石力学性质的岩性效应 |
| 6.2.2 煤系岩石矿物成分对力学性质的控制作用 |
| 6.2.3 煤系岩石微观结构对力学性质的控制作用 |
| 6.3 深部岩体结构性特征对力学性质的影响 |
| 6.3.1 岩体结构性特征对岩石力学性质的影响 |
| 6.3.2 深部构造特征对岩石力学性质的影响 |
| 6.4 深部赋存环境对煤系岩石力学性质的影响 |
| 6.4.1 深部地应力环境对煤系岩石力学性质的影响 |
| 6.4.2 深部地温环境对煤系岩石力学性质的影响分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 主要结论与创新点 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 研究创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（2）深埋隧道硬岩灾变风险评估方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 研究背景及意义 |
| 1.1 剥落破坏事故频发 |
| 1.2 岩爆事故后果严重 |
| 2 文献综述与研究计划 |
| 2.1 隧道围岩参数不确定性分析研究现状 |
| 2.1.1 围岩参数不确定性对风险的影响研究 |
| 2.1.2 概率反分析方法研究 |
| 2.2 深埋硬岩隧道剥落破坏风险评估现状 |
| 2.2.1 剥落破坏风险可能性概率估测方法研究 |
| 2.2.2 剥落破坏风险后果严重程度估测方法研究 |
| 2.2.3 剥落破坏风险分级标准研究 |
| 2.3 深埋硬岩隧道岩爆风险评估现状 |
| 2.3.1 经验指标分类法研究 |
| 2.3.2 统计分析法研究 |
| 2.3.3 数值计算与试验监测法研究 |
| 2.4 研究中存在的主要问题 |
| 2.5 研究内容与技术路线 |
| 2.5.1 研究内容 |
| 2.5.2 技术路线 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 深埋硬岩隧道围岩参数不确定性对风险的影响量化表征 |
| 3.1 DISL模型的不确定性 |
| 3.1.1 DISL模型 |
| 3.1.2 模型参数不确定性来源 |
| 3.2 概率反演B-PSO-MSVM方法 |
| 3.2.1 贝叶斯概率反演方法 |
| 3.2.2 基于PSO-MSVM的智能响应面方法 |
| 3.2.3 模型计算过程 |
| 3.3 结果验证与分析 |
| 3.3.1 工程背景 |
| 3.3.2 基于均匀设计方法的训练样本集确定 |
| 3.3.3 MSVM智能响应面模型建立 |
| 3.3.4 反演计算 |
| 3.3.5 参数不确定性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 深埋硬岩隧道剥落破坏风险评估方法 |
| 4.1 剥落破坏不确定性分析 |
| 4.1.1 参数不确定性分析 |
| 4.1.2 模型不确定性分析 |
| 4.2 剥落破坏风险评估方法 |
| 4.2.1 剥落破坏风险估计 |
| 4.2.2 剥落破坏风险分级标准确定 |
| 4.2.3 剥落破坏风险评估计算流程 |
| 4.3 评估结果验证 |
| 4.3.1 工程背景 |
| 4.3.2 剥落破坏概率估测 |
| 4.3.3 剥落破坏后果损失估测 |
| 4.3.4 剥落破坏风险估计 |
| 4.3.5 剥落破坏风险分级标准确定 |
| 4.3.6 风险评估结果 |
| 4.4 讨论分析 |
| 4.4.1 剥落破坏深度经验公式估测影响分析 |
| 4.4.2 随机变量变异系数对PCE概率密度函数的影响分析 |
| 4.4.3 随机变量相关系数对PCE概率密度函数的影响分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 深埋硬岩隧道岩爆风险评估方法 |
| 5.1 基于案例分析的岩爆预测概率模型 |
| 5.1.1 岩爆案例统计特征 |
| 5.1.2 Copula-LSSVM概率模型 |
| 5.1.3 模型结果验证 |
| 5.1.4 讨论分析 |
| 5.2 基于微震信息演化特征的岩爆风险动态评估方法 |
| 5.2.1 微震参数案例统计特征 |
| 5.2.2 岩爆风险评估方法 |
| 5.2.3 结果验证 |
| 5.2.4 讨论分析 |
| 5.3 岩爆风险评估机制分析 |
| 5.3.1 两阶段风险评估机制 |
| 5.3.2 风险评估机制对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 岩爆案例数据统计 |
| 附录B 岩爆微震监测案例数据统计 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（3）纱岭金矿深部地层岩体力学性能与深竖井围岩稳定性分析及控制（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述与研究内容 |
| 2.1 “深部”的科学界定 |
| 2.2 竖井开挖围岩稳定性分析及控制技术 |
| 2.3 岩爆机理及控制措施研究 |
| 2.3.1 岩爆机理研究现状 |
| 2.3.2 岩石冲击倾向性研究 |
| 2.3.3 岩爆防治措施研究 |
| 2.4 岩体能量理论研究 |
| 2.4.1 岩体储能特征研究 |
| 2.4.2 岩体能量耗散特征研究 |
| 2.4.3 深部岩体能量释放特征 |
| 2.5 声发射在围岩稳定性评价中的应用 |
| 2.5.1 声发射不可逆特征研究 |
| 2.5.2 声发射b值研究 |
| 2.5.3 岩石破裂前兆频谱特征分析 |
| 2.6 主要研究内容和技术路线 |
| 3 纱岭金矿主井地层完整性评价及地应力分布特征 |
| 3.1 纱岭金矿主井穿越地层完整性评价 |
| 3.2 地应力测量结果分析 |
| 3.2.1 地应力测量目的及意义 |
| 3.2.2 水压致裂地应力测量系统及测试过程 |
| 3.2.3 地应力测量结果分析 |
| 3.2.4 最大水平主应力方向分布特征 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 纱岭金矿深部地层岩石力学性能与冲击危险性分析 |
| 4.1 岩样采集与制备 |
| 4.2 深部地层岩石细观结构特征 |
| 4.2.1 岩石矿物成分及结构形貌 |
| 4.2.2 深部地层岩石孔隙结构特征 |
| 4.3 单轴压缩作用下深部地层岩石力学性能试验研究 |
| 4.3.1 试验方案及力学特征 |
| 4.3.2 单轴压缩作用下声发射能量特征 |
| 4.3.3 深部岩石单轴压缩作用下裂纹扩展特征 |
| 4.3.4 深部地层岩石脆性强度特征 |
| 4.4 深部地层岩石三轴压缩作用下力学性能试验研究 |
| 4.4.1 试验方案及力学特征分析 |
| 4.4.2 三轴压缩作用下声发射时、频参数变异性 |
| 4.4.3 AE时间序列分形特征 |
| 4.5 深部地层岩石抗拉强度及加载速率效应试验研究 |
| 4.5.1 试样制备及试验方法 |
| 4.5.2 深部岩石抗拉强度加载速率效应 |
| 4.6 深部地层岩石动态冲击作用下力学特征 |
| 4.6.1 试验设备简介 |
| 4.6.2 动态力学特征 |
| 4.6.3 动态冲击下岩样破坏形态 |
| 4.7 循环加卸载作用下深部地层岩石力学性能及AE特征研究 |
| 4.7.1 循环加卸载试验方案 |
| 4.7.2 循环加载对岩体力学性能影响研究 |
| 4.7.3 不同围压下岩样扩容特征 |
| 4.7.4 深部地层岩石失稳破坏过程与AE信号相关性研究 |
| 4.8 不同深度地层岩石冲击危险性 |
| 4.8.1 冲击倾向性综合评价 |
| 4.8.2 不同埋深岩石冲击危险性 |
| 4.9 本章小结 |
| 5 深部地层岩石能量演化机制及失稳判据研究 |
| 5.1 单轴压缩作用下岩石储能能力随深度变化规律 |
| 5.2 三轴压缩作用下深部地层岩石储能特征 |
| 5.3 深部地层岩石能量演化机制 |
| 5.3.1 能量计算方法 |
| 5.3.2 能量演化及分配规律 |
| 5.3.3 不同应力水平作用下岩石冲击危险性 |
| 5.3.4 工程扰动能量响应特征 |
| 5.3.5 基于耗散能岩石损伤及失稳判据 |
| 5.4 深部地层岩石失稳破坏能量演化与AE信号相关性 |
| 5.4.1 岩石不可逆特征研究 |
| 5.4.2 声发射b值演化特征 |
| 5.4.3 循环加卸载累计振铃计数与应变关系研究 |
| 5.5 冲击载荷下深部花岗岩能量耗散特征 |
| 5.6 开挖扰动岩体能量路径探讨 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 深竖井开挖围岩稳定性分析及控制技术 |
| 6.1 深竖井围岩稳定性评价指标 |
| 6.2 纱岭金矿主井深部地层开挖围岩稳定性 |
| 6.2.1 Hoek-Brown准则确定岩体参数 |
| 6.2.2 主井开挖位移场随深度变化特征 |
| 6.2.3 主井开挖应力场和塑性区随深度变化规律 |
| 6.3 不均匀地层对深部井筒稳定性影响 |
| 6.4 基于破坏接近度的围岩稳定性分析 |
| 6.5 不同深度地层能量场分布特征 |
| 6.6 主井深部地层危险区域综合分析及预测 |
| 6.7 主井深部地层围岩稳定性控制措施 |
| 6.8 本章小结 |
| 7 结论及创新点 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）深部开采覆岩断裂动载下巷道围岩失稳机理及控制研究（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 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 存在主要问题 |
| 1.4 研究内容及技术路线 |
| 2 覆岩断裂动载下巷道围岩失稳破坏机理 |
| 2.1 工作面开采顶板断裂判据 |
| 2.2 断裂动载对巷道围岩的作用机理 |
| 2.3 采动岩层运移规律及巷道围岩动力响应特征 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 循环加载下岩石的力学行为及疲劳损伤试验研究 |
| 3.1 岩石试样与试验方法 |
| 3.2 砂岩的单轴压缩下力学特性 |
| 3.3 上限应力对砂岩疲劳特性的影响 |
| 3.4 加载频率对砂岩疲劳特性的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 循环加载下砂岩疲劳损伤演化规律及本构模型 |
| 4.1 疲劳损伤理论研究概述 |
| 4.2 循环加载下砂岩损伤演化规律 |
| 4.3 循环荷载下岩石的疲劳特性 |
| 4.4 疲劳模型基本元件与组合 |
| 4.5 基于扰动状态概念砂岩的疲劳损伤模型 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 动力扰动下巷道围岩变形机理 |
| 5.1 动力扰动下巷道围岩失稳机理 |
| 5.2 巷道围岩变形数值分析模型 |
| 5.3 动力扰动下巷道围岩稳定性影响因素敏感性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 动力扰动下巷道围岩变形规律及控制 |
| 6.1 红阳三矿西二采区1208工作面工程地质概况 |
| 6.2 动力扰动下巷道破坏特征 |
| 6.3 动载下巷道微震效应及破坏机制 |
| 6.4 动载作用前后巷道围岩变形特征 |
| 6.5 动载下巷道破坏原因分析 |
| 6.6 动载条件下巷道支护参数选择 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 结论、创新点及展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 查新结论 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）水-岩作用下砂岩卸荷损伤机理及演化模型研究（论文提纲范文）
| 内容摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 目前研究中存在的问题及不足 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 主要创新点 |
| 1.6 技术路线 |
| 2 单试件法确定砂岩临界损伤值研究 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 单试件法的程序及其思路 |
| 2.3 单试件法的验证 |
| 2.4 强度特征分析 |
| 2.5 能量特征分析 |
| 2.6 小结与讨论 |
| 3 卸荷损伤砂岩物理力学特性及损伤演化模型研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 不同卸荷损伤程度对砂岩物理力学的影响研究 |
| 3.3 卸荷损伤砂岩损伤演化特征及模型研究 |
| 3.4 小节与讨论 |
| 4 水-岩作用下卸荷损伤砂岩劣化效应及机理研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 水-岩作用下卸荷损伤砂岩的物理力学特性研究 |
| 4.3 水-岩作用下卸荷损伤砂岩损伤演化特征研究 |
| 4.4 水-岩作用下卸荷损伤岩样劣化机制及演化模型研究 |
| 4.5 小结与讨论 |
| 5 水-岩作用下砂岩损伤临界判据及临界损伤常数的研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 自然气候及滑坡灾害中的自组织临界现象研究 |
| 5.3 水-岩作用下卸荷损伤砂岩的自组织临界现象研究 |
| 5.4 水-岩作用下卸荷损伤砂岩的临界判据研究 |
| 5.5 小结与讨论 |
| 6 基于临界损伤常数的崩滑灾害临界位移预测研究 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 基于临界损伤常数的锁固段临界位移准则 |
| 6.3 工程应用 |
| 6.4 小结与讨论 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录:攻读博士学位期间发表的学术论文及参与的科研项目 |
（6）干湿循环下节理砂岩力学特性损伤效应及本构模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 干湿循环下岩石力学特性研究 |
| 1.2.2 干湿循环下节理岩体裂纹扩展及能量演化研究 |
| 1.2.3 干湿循环下节理岩体细观损伤演化及本构模型研究 |
| 1.2.4 存在的问题 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 研究技术路线 |
| 2 干湿循环下节理砂岩强度损伤劣化试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 岩样制备与岩矿分析 |
| 2.2.1 节理岩样制备 |
| 2.2.2 节理岩样矿物分析 |
| 2.3 试验方案与设备 |
| 2.3.1 实验方案 |
| 2.3.2 试验仪器 |
| 2.4 干湿循环下节理砂岩力学特性 |
| 2.4.1 节理岩样吸水性试验 |
| 2.4.2 完整岩石抗拉强度实验 |
| 2.4.3 节理岩样单轴压缩实验 |
| 2.4.4 节理岩样三轴压缩实验 |
| 2.5 干湿循环下M-C与H-B准则劣化效应分析 |
| 2.5.1 Mohr-Coulomb准则 |
| 2.5.2 Hoek-Brown准则 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 干湿循环下节理砂岩开裂演化特征及断裂准则研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 节理砂岩开裂演化与破坏特征研究 |
| 3.2.1 节理砂岩变形破裂特征分析 |
| 3.2.2 节理砂岩位移场演化规律分析 |
| 3.2.3 节理砂岩局部应变特性分析 |
| 3.3 节理砂岩开裂演化声发射特征研究 |
| 3.3.1 节理砂岩开裂过程声发射事件分析 |
| 3.3.2 节理砂岩声发射b值变化规律分析 |
| 3.4 考虑干湿循环损伤效应的岩石断裂准则 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 干湿循环下节理砂岩损伤破坏能量机制研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 能量耗散理论 |
| 4.3 抗拉实验能量演化分析 |
| 4.4 单轴压缩下节理砂岩能量演化分析 |
| 4.4.1 节理岩样损伤破坏能量演化机制 |
| 4.4.2 节理岩样能量演化干湿循环效应 |
| 4.4.3 裂缝扩展及强度失效能量判据 |
| 4.5 三轴压缩下节理砂岩能量演化分析 |
| 4.5.1 节理岩样损伤破坏能量演化机制 |
| 4.5.2 节理岩样能量演化干湿循环效应 |
| 4.5.3 围压对节理岩样能量演化机制的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 干湿循环下节理砂岩细观损伤劣化机理研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 节理砂岩细观结构损伤劣化试验研究 |
| 5.2.1 核磁共振T2曲线分析 |
| 5.2.2 核磁共振孔隙度和渗透率分析 |
| 5.2.3 核磁共振孔径与孔喉特征分析 |
| 5.2.4 矿物成分分析 |
| 5.3 干湿循环下节理砂岩细观损伤劣化数值模拟研究 |
| 5.3.1 模型建立和参数标定 |
| 5.3.2 干湿循环下节理岩样细观力学特征分析 |
| 5.3.3 干湿循环下节理岩样细观参数劣化分析 |
| 5.3.4 干湿循环下节理岩样细观能量劣化分析 |
| 5.4 干湿循环下节理砂岩细观损伤劣化机理分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 干湿循环下节理砂岩宏细观耦合损伤本构模型研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 损伤力学理论 |
| 6.2.1 损伤变量与有效应力张量 |
| 6.2.2 应变等价原理 |
| 6.2.3 节理岩体损伤张量 |
| 6.3 断裂力学理论 |
| 6.3.1 应力强度因子 |
| 6.3.2 应变能密度因子 |
| 6.3.3 能量释放率 |
| 6.3.4 裂纹应变能 |
| 6.4 节理岩体宏细观损伤变量 |
| 6.4.1 宏观节理损伤变量 |
| 6.4.2 受荷细观损伤变量 |
| 6.4.3 干湿循环损伤变量 |
| 6.5 节理砂岩宏细观耦合损伤变量及本构模型 |
| 6.5.1 宏细观耦合损伤张量 |
| 6.5.2 宏细观耦合损伤本构模型 |
| 6.6 损伤本构模型验证与修正 |
| 6.6.1 本构模型的验证 |
| 6.6.2 本构模型的修正 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读博士学位期间发表的论文 |
| B.作者在攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| C 学位论文数据集 |
| 致谢 |
（7）浅埋偏压大断面黄土隧道地震响应特征与震害机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 地下工程抗震分析现状 |
| 1.2.1 原型观测 |
| 1.2.2 试验研究 |
| 1.2.3 理论研究 |
| 1.3 隧道洞口浅埋偏压段震害类型和震害机理分析 |
| 1.3.1 隧道洞口浅埋偏压段震害类型 |
| 1.3.2 隧道洞口浅埋偏压段震害特征分析 |
| 1.4 本文研究内容、创新点及技术路线 |
| 1.4.1 本文研究内容 |
| 1.4.2 主要创新点 |
| 2 隧道地震反应分析的人工边界与地震动输入方法研究 |
| 2.1 人工边界 |
| 2.1.1 透射边界 |
| 2.1.2 粘性边界 |
| 2.1.3 粘弹性边界 |
| 2.1.4 地震波倾斜输入方法 |
| 2.2 算例验证 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 浅埋偏压大断面黄土隧道地震响应特性的数值计算研究 |
| 3.1 计算模型及参数 |
| 3.1.1 计算模型 |
| 3.1.2 本构模型和计算参数 |
| 3.2 地震波选取与输入 |
| 3.3 隧道结构动力响应特征分析 |
| 3.3.1 覆土厚度的影响 |
| 3.3.2 偏压角度的影响 |
| 3.3.3 入射角度的影响 |
| 3.4 围岩坡体塑性应变分析 |
| 3.4.1 偏压角度和覆土厚度对围岩和坡体塑性应变分布特征的影响 |
| 3.4.2 入射角度对围岩和坡体塑性应变分布特征的影响 |
| 3.4.3 震害实例比较分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 浅埋偏压大断面黄土隧道振动台模型试验设计 |
| 4.1 振动台试验系统 |
| 4.1.1 振动台参数介绍 |
| 4.1.2 数据采集系统 |
| 4.1.3 模型箱 |
| 4.2 模型试验相似关系及相似参数设计 |
| 4.2.1 模型动力相似比设计 |
| 4.2.2 模型的相似常数 |
| 4.3 模型材料 |
| 4.3.1 围岩模型材料 |
| 4.3.2 衬砌模型材料 |
| 4.4 模型制作 |
| 4.4.1 隧道衬砌模型制作 |
| 4.4.2 传感器布置 |
| 4.4.3 模型填筑 |
| 4.5 加载地震波和加载工况 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 浅埋偏压大断面黄土隧道地震响应特性的模型试验研究 |
| 5.1 30°偏压试验结果分析 |
| 5.1.1 边界效应影响分析 |
| 5.1.2 水平向加载坡面加速度响应分析 |
| 5.1.3 水平和竖直耦合加载坡面加速度响应分析 |
| 5.1.4 坡体内加速度响应分析 |
| 5.1.5 隧道结构动力响应分析 |
| 5.2 45°偏压试验结果分析 |
| 5.2.1 水平向加载坡面加速度响应分析 |
| 5.2.2 水平和竖直耦合加载坡面加速度放大分析 |
| 5.2.3 隧道横断面中心测线加速度放大分析 |
| 5.2.4 隧道结构加速度响应峰值分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 浅埋偏压大断面黄土隧道的震害特征与震害机理研究 |
| 6.1 浅埋偏压隧道边坡和隧道结构的震害特征 |
| 6.2 浅埋偏压隧道边坡和隧道结构震害特征验证 |
| 6.3 浅埋偏压大断面黄土隧道震害模式与震害机理 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（8）负温环境下弱胶结红砂岩动态力学性质试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 岩石动态特性及其试验技术研究现状 |
| 1.2.2 弱胶结岩石研究进展 |
| 1.2.3 水-岩相互作用研究概况 |
| 1.2.4 围压作用下岩石动力学性质研究现状 |
| 1.2.5 岩石力学性质的温度效应研究进展 |
| 1.2.6 尚待研究的领域 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法及技术路线 |
| 2 弱胶结岩石物理及其准静态力学性质研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 岩石的基本物理性质及试样制备 |
| 2.2.1 岩石矿物成分及细观结构 |
| 2.2.2 负温下岩石纵波波速变化 |
| 2.2.3 试样制备 |
| 2.3 准静态荷载下冻结弱胶结岩石的压缩力学特征参数演化规律 |
| 2.3.1 试验原理 |
| 2.3.2 常温下干燥和饱水岩样的准静态压缩力学特性 |
| 2.3.3 负温下干燥和饱水岩样的准静态压缩力学特性 |
| 2.3.4 岩石压缩力学特征参数随温度变化规律 |
| 2.4 准静态荷载下弱胶结岩石劈裂拉伸力学特性 |
| 2.4.1 试验原理 |
| 2.4.2 常温下干燥和饱水岩样的准静态拉伸力学特性 |
| 2.4.3 负温下干燥和饱水岩样的准静态拉伸力学特性 |
| 2.4.4 岩石拉伸力学特征参数的温度效应 |
| 2.5 破坏模式分析 |
| 2.5.1 岩石试样的单轴压缩破坏形态 |
| 2.5.2 岩石试样的劈裂拉伸破坏形态 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 不同冲击速率下干燥和饱水弱胶结红砂岩的动态力学特性试验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 动态力学试验系统及试验原理 |
| 3.2.1 试验设备 |
| 3.2.2 试验原理 |
| 3.3 干燥和饱水岩石的动态压缩试验 |
| 3.3.1 应变率及加载率确定 |
| 3.3.2 动态应力应变曲线 |
| 3.3.3 岩石动态特性随应变率的变化关系 |
| 3.3.4 含水状态对岩石动态力学性质的影响 |
| 3.3.5 约束状态对岩石动态强度的影响 |
| 3.3.6 动态强度增强因子 |
| 3.3.7 动态破坏过程分析 |
| 3.4 含水状态对岩石动态拉伸特性力学性质的影响 |
| 3.4.1 基于巴西圆盘实验的动态拉伸强度测试原理 |
| 3.4.2 弱胶结岩石的动态拉伸特征参数 |
| 3.4.3 动态强度增强因子 |
| 3.4.4 动态破坏过程 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 高应变率下冻结饱水弱胶结红砂岩的动态力学特性试验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试样准备及试验设备介绍 |
| 4.3 负温下饱水试样动态压缩试验研究 |
| 4.3.1 动态单轴压缩试验结果 |
| 4.3.2 动态单轴压缩强度的应变率及温度效应 |
| 4.3.3 动态单轴压缩弹性模量的应变率及温度效应 |
| 4.3.4 高应变率下冻结试样的破裂过程 |
| 4.4 基于巴西劈裂试验的岩石动态拉伸特性负温效应试验研究 |
| 4.4.1 动态拉伸试验结果 |
| 4.4.2 动态拉伸强度的加载率及温度效应 |
| 4.4.3 动态破坏过程 |
| 4.5 侧向约束下冻结饱水弱胶结岩石的动态力学特性研究 |
| 4.5.1 侧向约束下动态压缩试验结果 |
| 4.5.2 侧向约束下岩石动态压缩强度的应变率及温度效应 |
| 4.5.3 侧向约束对的动态压缩特性的影响规律 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 负温环境下岩石动态破坏过程能量耗散规律研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于SHPB的能量计算原理 |
| 5.3 压缩能量时程曲线特征 |
| 5.4 高应变率下干燥和饱水岩石能量分布 |
| 5.5 负温下岩石动态加载过程中的能量分布规律 |
| 5.5.1 动态压缩能量分布的应变率效应 |
| 5.5.2 动态压缩能量分布的温度效应 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 负温下弱胶结红砂岩宏细观破坏特征及作用机理探讨 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 单轴及侧向约束下的试样动态压缩宏观破坏特征 |
| 6.2.1 常温下干燥和饱水试样破坏特征 |
| 6.2.2 负温下饱水岩石破坏形态 |
| 6.3 动态拉伸宏观破坏形态分析 |
| 6.3.1 试样破坏形态与应力时程曲线关系 |
| 6.3.2 常温下干燥和饱水岩石动态拉伸破坏形态 |
| 6.3.3 负温作用下饱水岩石动态拉伸破坏形态 |
| 6.4 水热岩耦合作用机理分析 |
| 6.4.1 常温下水岩作用机理分析 |
| 6.4.2 负温对岩石作用机理分析 |
| 6.5 基于SEM图像的弱胶结红砂岩断口细观特征分析 |
| 6.5.1 常温下干燥和饱水岩石断口形貌特征 |
| 6.5.2 负温梯度对岩石断口形貌的作用规律 |
| 6.5.3 典型破坏形貌分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）考虑岩体非线弹性的深部地应力测量方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 选题背景及研究意义 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 国内外地应力测量理论与技术研究现状 |
| 2.1.1 国外地应力测量理论与技术研究现状 |
| 2.1.2 国内地应力测量理论与技术研究现状 |
| 2.2 地应力测量方法总结及研究进展 |
| 2.3 空心包体应变计研究发展现状 |
| 2.4 岩石非线性特性研究现状 |
| 2.5 本文技术路线 |
| 3 深部花岗岩非线弹性特征试验研究 |
| 3.1 岩石试件径向应变数据处理原理 |
| 3.2 深部花岗岩岩石力学试验研究 |
| 3.2.1 岩石试件获取加工及物理性质 |
| 3.2.2 单轴、三轴抗压强度试验研究 |
| 3.2.3 岩样多围压阶梯加载试验研究 |
| 3.3 花岗岩非线弹性变形模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 深部岩体应力解除法试验标定技术研究 |
| 4.1 岩石试验设备研发改进 |
| 4.1.1 应力解除岩芯高围压率定试验系统 |
| 4.1.2 基于双温度补偿技术无线式空心包体应变计 |
| 4.2 解除岩芯高围压标定试验研究 |
| 4.3 深部解除岩芯非线性应力应变模型 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 考虑深部岩体非线弹性地应力算法 |
| 5.1 传统原位应力计算公式 |
| 5.1.1 解除应变和原岩应力分量之间的关系式 |
| 5.1.2 修正系数k计算公式 |
| 5.1.3 岩芯参数计算公式 |
| 5.2 考虑岩体非线弹性地应力分段叠加算法 |
| 5.2.1 原岩应力分段叠加算法公式 |
| 5.2.2 k系数取值方法及误差分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 三山岛金矿地应力测量实例应用 |
| 6.1 三山岛金矿原位空心包体地应力测量 |
| 6.1.1 原岩应力测点情况 |
| 6.1.2 原位测量施工概况 |
| 6.1.3 解除应变采集数据读取 |
| 6.2 解除岩芯温度补偿标定试验 |
| 6.2.1 应变花的温度补偿性能标定试验 |
| 6.2.2 测温传感器补偿标定试验 |
| 6.3 测点原岩应力分量的计算 |
| 6.3.1 最小二乘优化算法 |
| 6.3.2 考虑非线弹性原岩应力分段叠加计算 |
| 6.3.3 两种计算结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要工作及结论 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（10）酸性环境干湿循环作用下红砂岩动态力学特性研究（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 研究内容和研究方法 |
| 2 红砂岩物理力学性能劣化的试验研究 |
| 2.1 试验方案 |
| 2.2 红砂岩干湿循环物理性能试验 |
| 2.3 红砂岩干湿循环静态力学试验 |
| 2.4 红砂岩物理力学性能劣化机理分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 红砂岩动态压缩力学特性及损伤规律 |
| 3.1 试验简介 |
| 3.2 应变率对红砂岩动态力学特性的影响 |
| 3.3 高应变率下红砂岩力学特性随干湿循环次数的变化规律 |
| 3.4 高应变率下红砂岩力学特性随pH的变化规律 |
| 3.5 红砂岩动态抗压强度预测模型 |
| 3.6 酸性环境干湿循环作用下红砂岩SHPB能量耗散规律 |
| 3.7 酸性环境干湿循环作用下红砂岩冲击破碎的分形特征 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 高应变率下红砂岩抗拉性能及破坏特征 |
| 4.1 试验原理与方法 |
| 4.2 红砂岩动态抗拉强度的加载速率效应 |
| 4.3 干湿循环对红砂岩动态抗拉强度的影响 |
| 4.4 pH对红砂岩动态抗拉强度的影响 |
| 4.5 红砂岩动态抗拉强度预测模型 |
| 4.6 酸性环境干湿循环对红砂岩动态拉伸能量耗散的影响 |
| 4.7 酸性环境干湿循环对红砂岩动态拉伸破坏特征的影响 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 红砂岩动态断裂试验及能量耗散规律 |
| 5.1 试验概况 |
| 5.2 红砂岩动态断裂韧度随加载速率的变化规律 |
| 5.3 干湿循环对红砂岩动态断裂韧度的影响 |
| 5.4 pH对红砂岩动态断裂韧度的影响 |
| 5.5 酸性环境干湿循环后红砂岩动态断裂能量耗散规律 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 红砂岩动态损伤破裂的微细观机制 |
| 6.1 试验简介 |
| 6.2 红砂岩破坏断口微观形貌特征的应变率效应 |
| 6.3 干湿循环对高应变率下红砂岩微观形貌特征的影响 |
| 6.4 溶液pH对高应变率下红砂岩微观形貌特征的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 高应变率下红砂岩损伤演化及本构方程 |
| 7.1 酸性环境干湿循环及高应变率下红砂岩损伤演化方程 |
| 7.2 酸性环境干湿循环及高应变率下红砂岩损伤本构方程 |
| 7.3 损伤变量的确定 |
| 7.4 参数敏感性分析 |
| 7.5 本构方程的验证 |
| 7.6 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 主要研究结论 |
| 8.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
四、赋存环境对岩土体弹性波波速敏感性研究（论文参考文献）
- [1]淮南潘集矿区深部煤系岩石力学性质及其控制因素研究[D]. 沈书豪. 安徽理工大学, 2020(07)
- [2]深埋隧道硬岩灾变风险评估方法研究[D]. 吴忠广. 北京科技大学, 2021(02)
- [3]纱岭金矿深部地层岩体力学性能与深竖井围岩稳定性分析及控制[D]. 裴峰. 北京科技大学, 2020
- [4]深部开采覆岩断裂动载下巷道围岩失稳机理及控制研究[D]. 孙艺丹. 辽宁工程技术大学, 2020(01)
- [5]水-岩作用下砂岩卸荷损伤机理及演化模型研究[D]. 姜桥. 三峡大学, 2020(06)
- [6]干湿循环下节理砂岩力学特性损伤效应及本构模型研究[D]. 张亮. 重庆大学, 2020(02)
- [7]浅埋偏压大断面黄土隧道地震响应特征与震害机理研究[D]. 孙纬宇. 兰州交通大学, 2020(01)
- [8]负温环境下弱胶结红砂岩动态力学性质试验研究[D]. 方士正. 中国矿业大学(北京), 2020(01)
- [9]考虑岩体非线弹性的深部地应力测量方法研究[D]. 张亦海. 北京科技大学, 2020(06)
- [10]酸性环境干湿循环作用下红砂岩动态力学特性研究[D]. 杜彬. 中国矿业大学, 2019(04)