预制裂纹煤岩变形破坏声发射动态非线性特征研究

发布时间：2018-06-28 13:03

  本文选题：预制裂纹 + 煤岩体　； 参考：《昆明理工大学》2017年硕士论文

【摘要】：煤岩动力灾害(煤与瓦斯突出、冲击地压、顶板冒落等)严重威胁煤矿的安全生产,而且随着矿井开采深度的增大,其危害日趋严重。煤岩动力灾害主要是由于煤岩失稳破裂引起的,而煤岩自身的缺陷,即裂纹萌生孕育、发展和贯通,导致煤岩失稳破裂。为此,本文通过实验对预制不同倾角裂纹的煤岩试样受载破坏的声发射信号进行系统研究,分析不同倾角裂纹煤岩试样破坏形式及其声发射信号特征,研究不同倾角裂纹对煤岩损伤破坏的影响;并基于分形理论,通过MATLAB编程对煤岩受载破坏过程声发射信号进行动态非线性分析。结果表明:预制裂纹降低了煤岩体的强度,对煤岩体的破坏类型有显著影响,含不同倾角裂纹试样表现出不同的破坏类型:无裂纹试样表现为剪切型张拉破坏;30°裂纹试样表现为张拉破坏;45°裂纹试样表现为拉剪复合破坏;60°裂纹试样表现为剪切破坏。含不同倾角预制裂纹的煤岩试样在不同加载阶段的声发射特征不同,破坏之前含裂纹试样声发射信号有突增现象,而无裂纹试样表现为逐渐增长趋势。煤岩体受载破坏过程中的声发射信号存在良好的简单分形和多重分形特征,其声发射序列的关联维数Dm和多重分形谱参数△α和△f呈现出不同的动态变化规律。关联维数Dm在破裂过程中呈现出增大—波动—突降—波动现象。多重分形谱谱宽△α在主破裂前波动增加,破裂后降低;△f则反映了试样的损伤情况,其值越小,大信号占比越大,试样损伤越严重。根据关联维数Dm和多重分形参数△α和△f的变化可以预警试样主破裂的发生。研究成果对深入认识煤岩损伤破坏规律提供了依据,对预警煤岩动力灾害有重要的理论意义和工程应用价值。
[Abstract]:In this paper , the influence of different dip crack on the damage of coal rock is studied by means of MATLAB programming .
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TD313

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 肖晓春;丁鑫;潘一山;王学滨;徐军;罗浩;赵鑫;;颗粒煤岩破裂过程声发射与电荷感应试验[J];煤炭学报;2015年08期

2 杨慧明;;煤岩动力灾害声发射预警判识方法的研究现状及趋势[J];矿业安全与环保;2015年04期

3 张波;李术才;杨学英;张敦福;王琦;蔡伟;杨春晓;邓振全;;含交叉多裂隙类岩石材料单轴压缩力学性能研究[J];岩石力学与工程学报;2015年09期

4 杨永杰;王德超;李博;马德鹏;;煤岩三轴压缩损伤破坏声发射特征[J];应用基础与工程科学学报;2015年01期

5 张朝鹏;张茹;张泽天;高明忠;戴峰;;单轴受压煤岩声发射特征的层理效应试验研究[J];岩石力学与工程学报;2015年04期

6 胡少斌;王恩元;李忠辉;沈荣喜;刘杰;;受载煤体电磁辐射动态非线性特征[J];中国矿业大学学报;2014年03期

7 赵远群;秦忠虎;黄彬;;基于声发射监测的矿柱破裂过程试验研究[J];黄金;2014年01期

8 李新平;路亚妮;王仰君;;冻融荷载耦合作用下单裂隙岩体损伤模型研究[J];岩石力学与工程学报;2013年11期

9 王晓南;陆菜平;薛俊华;余国锋;罗勇;刘辉;张军伟;;煤岩组合体冲击破坏的声发射及微震效应规律试验研究[J];岩土力学;2013年09期

10 刘建坡;李元辉;张凤鹏;徐世达;石长岩;何荣兴;;基于声发射监测的深部采场岩体稳定性分析[J];采矿与安全工程学报;2013年02期

相关博士学位论文 前3条

1 宋大钊;冲击地压演化过程及能量耗散特征研究[D];中国矿业大学;2012年

2 刘延保;基于细观力学试验的含瓦斯煤体变形破坏规律研究[D];重庆大学;2009年

3 陆菜平;组合煤岩的强度弱化减冲原理及其应用[D];中国矿业大学;2008年

相关硕士学位论文 前5条

1 何浩宇;岩石力学特性与其声发射分形维关系研究[D];武汉理工大学;2011年

2 王德超;岩石三轴压缩破裂失稳的声发射突变特征及预测研究[D];山东科技大学;2011年

3 郑海霞;基于本质安全的煤矿安全预警方法研究[D];西安科技大学;2014年

4 刘庆义;基于混沌理论的岩石声发射性能研究[D];重庆大学;2008年

5 姜曦;岩石声发射时间序列分析[D];东北大学　;2009年

，

本文编号：2078081