超声波在类岩石材料裂隙扩展过程中的传播特性及应用
发布时间：2021-10-02 02:06
本文结合国家自然基金“基于超声相控阵探测的深部巷道围岩裂隙演化机理试验研究”（51404255）课题研究,以探求超声波在不同类型裂隙扩展过程中的声学参数变化规律,建立大尺度模型实验中裂隙识别和解释方法为研究目标。采用了“单轴加载-超声波测试-数字照相”联合测试分析及数值模拟相结合的研究手段,设计了单条倾角（QJ组）、双条平行岩桥（YQ组）、双条交叉（JC组）及平行多排（PS组）四组类岩石材料裂隙模型,利用RS-ST01C非金属超声检测仪测试并分析了超声波通过这些典型裂隙模型不同剖面时的波速、波幅、频率变化规律,并数值模拟了上述超声参数及能量（声压强度）的衰减规律。得到主要结论如下:（1）模型试件加载破坏过程中波速及波幅根据全应力应变曲线大致分为三个阶段。第一阶段为加载开始至峰前0.65σc0.9σc,该阶段波速和波幅保持在一个较为平稳的状态;第二阶段为峰前0.85σc至峰值应力σc处,该阶段试件开始萌生裂纹并迅速扩展、变形量加大,导致波速及波幅陡降,且无原生裂隙的完整试件由于裂...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 研究目的与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究内容、方法及技术路线
2 类岩石材料选取及物理模型试验方案
2.1 类岩石材料选取及其参数确定
2.2 裂隙模型试件尺寸及裂隙几何尺寸确定
2.3 裂隙参数设计
2.4 裂隙试件制作过程
2.5 试验系统及试验过程
2.6 本章小结
3 裂隙试件破坏过程中超声波传播特性试验分析
3.1 完整岩体破裂演化及声波传播特性研究
3.2 不同倾角单裂隙岩体破裂演化及超声波传播特性研究
3.3 不同岩桥长度裂隙岩体破裂演化及超声波传播特性研究
3.4 不同交叉角度裂隙岩体破裂演化及超声波传播特性研究
3.5 不同密度(排数)裂隙岩体破裂演化及超声波传播特性研究
3.6 本章小结
4 初始裂隙参数对超声波传播特性影响的有限元分析
4.1 裂隙模型中超声波场传播模拟方案及研究基本步骤
4.2 裂隙模型中超声波传播模拟的参数设定
4.3 不同倾角裂隙岩体声波传播模拟分析
4.4 不同岩桥长度裂隙岩体声波传播模拟分析
4.5 不同交叉角度裂隙岩体声波传播模拟分析
4.6 不同密度(排数)裂隙岩体声波传播模拟分析
4.7 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
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于冲击弹性波和超声波的混凝土裂缝深度无损检测技术方法比较[J]. 刘平,关春先,罗技明,哈图. 四川理工学院学报(自然科学版). 2018(01)
[2]超声波在尾矿浆传播中的衰减特性数值模拟分析[J]. 汪建新,高鑫,张艳萍. 工矿自动化. 2018(03)
[3]超声波在矿山岩体力学参数现场检测中的应用与实施[J]. 班晓东. 江苏科技信息. 2017(31)
[4]超声波检测含裂隙岩石损伤特性试验研究[J]. 杨治攀,胡鑫,周选林. 公路交通技术. 2017(04)
[5]单孔洞岩石的超声波数值模拟研究[J]. 张丹丹,邹绍明,曾欣,游宇. 地下空间与工程学报. 2017(S1)
[6]裂隙岩体损伤破裂演化超声波量化预测研究[J]. 张晓君,林芊君,宋秀丽,李昌远,郑怀昌. 采矿与安全工程学报. 2017(02)
[7]Ultrasonic vibrations and coal permeability: Laboratory experimental investigations and numerical simulations[J]. Zhang Junwen,Li Yulin. International Journal of Mining Science and Technology. 2017(02)
[8]超声波脉冲在固-固界面传播的数值模拟分析[J]. 孙继华,赵扬,马健,南钢洋,刘帅,巨阳. 压电与声光. 2017(01)
[9]裂隙岩体损伤的注浆加固效果试验[J]. 许延春,李昆奇,谢小锋,刘世奇,吕斌. 西安科技大学学报. 2017(01)
[10]超声波法检测混凝土裂缝注胶质量[J]. 宋福春,王彬. 沈阳工业大学学报. 2017(01)
硕士论文
[1]深厚表土钻井井壁及其壁后注浆体的声学参数及其随机声场研究[D]. 孙锡乐.中国矿业大学 2014
[2]超声波在弹性固体传播的数值模拟及动态光弹的实验研究[D]. 肖开丰.中北大学 2008
[3]固体介质多缺陷超声波散射的有限元数值模拟[D]. 倪云鹿.中国石油大学 2008
[4]基于多元高斯声束模型的超声检测声场模拟[D]. 于连洋.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3417792
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 研究目的与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究内容、方法及技术路线
2 类岩石材料选取及物理模型试验方案
2.1 类岩石材料选取及其参数确定
2.2 裂隙模型试件尺寸及裂隙几何尺寸确定
2.3 裂隙参数设计
2.4 裂隙试件制作过程
2.5 试验系统及试验过程
2.6 本章小结
3 裂隙试件破坏过程中超声波传播特性试验分析
3.1 完整岩体破裂演化及声波传播特性研究
3.2 不同倾角单裂隙岩体破裂演化及超声波传播特性研究
3.3 不同岩桥长度裂隙岩体破裂演化及超声波传播特性研究
3.4 不同交叉角度裂隙岩体破裂演化及超声波传播特性研究
3.5 不同密度(排数)裂隙岩体破裂演化及超声波传播特性研究
3.6 本章小结
4 初始裂隙参数对超声波传播特性影响的有限元分析
4.1 裂隙模型中超声波场传播模拟方案及研究基本步骤
4.2 裂隙模型中超声波传播模拟的参数设定
4.3 不同倾角裂隙岩体声波传播模拟分析
4.4 不同岩桥长度裂隙岩体声波传播模拟分析
4.5 不同交叉角度裂隙岩体声波传播模拟分析
4.6 不同密度(排数)裂隙岩体声波传播模拟分析
4.7 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
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于冲击弹性波和超声波的混凝土裂缝深度无损检测技术方法比较[J]. 刘平,关春先,罗技明,哈图. 四川理工学院学报(自然科学版). 2018(01)
[2]超声波在尾矿浆传播中的衰减特性数值模拟分析[J]. 汪建新,高鑫,张艳萍. 工矿自动化. 2018(03)
[3]超声波在矿山岩体力学参数现场检测中的应用与实施[J]. 班晓东. 江苏科技信息. 2017(31)
[4]超声波检测含裂隙岩石损伤特性试验研究[J]. 杨治攀,胡鑫,周选林. 公路交通技术. 2017(04)
[5]单孔洞岩石的超声波数值模拟研究[J]. 张丹丹,邹绍明,曾欣,游宇. 地下空间与工程学报. 2017(S1)
[6]裂隙岩体损伤破裂演化超声波量化预测研究[J]. 张晓君,林芊君,宋秀丽,李昌远,郑怀昌. 采矿与安全工程学报. 2017(02)
[7]Ultrasonic vibrations and coal permeability: Laboratory experimental investigations and numerical simulations[J]. Zhang Junwen,Li Yulin. International Journal of Mining Science and Technology. 2017(02)
[8]超声波脉冲在固-固界面传播的数值模拟分析[J]. 孙继华,赵扬,马健,南钢洋,刘帅,巨阳. 压电与声光. 2017(01)
[9]裂隙岩体损伤的注浆加固效果试验[J]. 许延春,李昆奇,谢小锋,刘世奇,吕斌. 西安科技大学学报. 2017(01)
[10]超声波法检测混凝土裂缝注胶质量[J]. 宋福春,王彬. 沈阳工业大学学报. 2017(01)
硕士论文
[1]深厚表土钻井井壁及其壁后注浆体的声学参数及其随机声场研究[D]. 孙锡乐.中国矿业大学 2014
[2]超声波在弹性固体传播的数值模拟及动态光弹的实验研究[D]. 肖开丰.中北大学 2008
[3]固体介质多缺陷超声波散射的有限元数值模拟[D]. 倪云鹿.中国石油大学 2008
[4]基于多元高斯声束模型的超声检测声场模拟[D]. 于连洋.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3417792
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/chengjian/3417792.html
