煤岩受力损伤演化过程中的红外辐射响应特征
发布时间：2020-12-18 20:54
煤岩受力损伤破坏是引发矿山灾害的根本原因,张、剪破坏形式是煤岩损伤破坏的常见形式。因此,研究煤岩张、剪破坏形式下的红外辐射响应特征及其内在机制,对红外热成像技术应用到矿山地质灾害的监测预警提供一定的理论基础,以及对岩体工程稳定性评价等具有重要的参考价值。本文采用室内实验和数值模拟相结合的方法,研究了煤岩张、剪破坏形式下的最高(最低)红外辐射温度、平均红外辐射温度(AIRT)以及红外热像的变化特征。主要研究成果如下:(1)最高(最低)红外辐射温度对煤岩不同破坏形式有不同的响应特征。剪切破坏形式下,最高(最低)红外辐射温度呈升高趋势;张拉破坏形式下,最高(最低)红外辐射温度呈下降趋势。(2)发现了AIRT变化趋势和张剪微裂纹数量的相关性。剪切破坏形式下,煤岩的AIRT与应力之间成正相关性,裂纹非稳定扩展阶段AIRT的升高与剪裂纹的大量产生存在正相关性;张拉破坏形式下,煤岩的AIRT与应力之间成负相关性,裂纹非稳定扩展阶段AIRT的降低与张裂纹的大量产生存在正相关性。(3)煤岩不同破坏形式下的红外热像表现出不同的时空响应特征。剪切破坏形式下,煤岩在破坏前红外辐射温度场均匀升高,临近破坏时出现...
【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】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
坏过程中的横向和轴向应变数据。通过采集的数据信息，分析煤岩的力学性质和破坏形式。2.1 单轴压缩煤岩的红外辐射观测实验（ Infrared RadiationObservation Experiment of Coal and Rock under UniaxialCompression）2.1.1 实验试样实验用到的煤岩试样取自山西省吕梁市肖家洼煤矿，对井下采集的大块煤岩体先进行粗加工得到大致所需形状，然后使用切割机按照《煤岩和岩石物理力学性质测定方法》的要求进行切割，再经过磨石机对试样上下端面打磨。为减小煤岩端面不平整造成实验误差，加工过程中保证端面的不平行度应小于 0.05 mm，侧面与端面偏离量小于 0.05°，最终加工成 Ф50 100 mm 的圆柱体试样和50×50×100 mm 的长方体试样。煤岩试样均处于自然状态，不做其他方式处理。煤样共加工 16 块，岩样 16 块，其中粗砂岩试样 10 块，中粗砂岩试样 6 块。部分煤岩试样如图 2-1 所示，基本物理参数见表 2-1、2-2。
图 2-2 MTS C64.106 型电液伺服万能压力试验机tro hydraulic servo universal pressure testing machin与红外辐射理论射的监测采集使用 VarioCAM HD head 8该装置的标准测温量程-40～1200℃，空间2℃，光谱范围 7.5～14μm。图 2-3 VarioCAM HD head 880 型红外热像仪e 2-3 VarioCAM HD head 880 infrared thermal
【参考文献】：
期刊论文
[1]加载速率对煤系泥岩脆-延性转变影响的试验研究[J]. 张连英,张树娟,茅献彪,汤晓英,秦昊,李兵,李明. 采矿与安全工程学报. 2018(02)
[2]煤单轴加载破裂时的差分红外方差特征[J]. 马立强,张东升,郭晓炜,孙海,Adeleke Najeem,张垚. 岩石力学与工程学报. 2017(S2)
[3]加载速率影响抗拉强度的机理及其数值验证[J]. 杨敬虎,于翔. 煤炭学报. 2017(S1)
[4]基于颗粒流的砂岩三轴破裂演化宏-细观机理[J]. 周杰,汪永雄,周元辅. 煤炭学报. 2017(S1)
[5]三轴压缩煤样破坏规律及剪切强度参数的反演[J]. 郝宪杰,袁亮,王飞,赵毅鑫,卢志国,任波. 中国矿业大学学报. 2017(04)
[6]煤岩破裂过程中应力对红外辐射的控制效应试验[J]. 马立强,张垚,孙海,王烁康,NAJEEM Adeleke. 煤炭学报. 2017(01)
[7]煤单轴压缩加载试验中的红外辐射噪声特征与去噪方法[J]. 马立强,王烁康,张东升,NAJEEM Adeleke,孙海,张垚,刘伟. 采矿与安全工程学报. 2017(01)
[8]岩石变形破坏各阶段强度特征值确定方法[J]. 高美奔,李天斌,孟陆波,陈国庆,陈超,廖安杰,罗凯. 岩石力学与工程学报. 2016(S2)
[9]基于颗粒离散元模型的不同加载速率下花岗岩数值试验研究[J]. 张学朋,蒋宇静,王刚,王建昌,吴学震,张永政. 岩土力学. 2016(09)
[10]2005—2014年我国煤矿灾害事故特征及规律研究[J]. 李波,巨广刚,王珂,张路路,孙东辉. 矿业安全与环保. 2016(03)
本文编号：2924595
【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】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
坏过程中的横向和轴向应变数据。通过采集的数据信息，分析煤岩的力学性质和破坏形式。2.1 单轴压缩煤岩的红外辐射观测实验（ Infrared RadiationObservation Experiment of Coal and Rock under UniaxialCompression）2.1.1 实验试样实验用到的煤岩试样取自山西省吕梁市肖家洼煤矿，对井下采集的大块煤岩体先进行粗加工得到大致所需形状，然后使用切割机按照《煤岩和岩石物理力学性质测定方法》的要求进行切割，再经过磨石机对试样上下端面打磨。为减小煤岩端面不平整造成实验误差，加工过程中保证端面的不平行度应小于 0.05 mm，侧面与端面偏离量小于 0.05°，最终加工成 Ф50 100 mm 的圆柱体试样和50×50×100 mm 的长方体试样。煤岩试样均处于自然状态，不做其他方式处理。煤样共加工 16 块，岩样 16 块，其中粗砂岩试样 10 块，中粗砂岩试样 6 块。部分煤岩试样如图 2-1 所示，基本物理参数见表 2-1、2-2。
图 2-2 MTS C64.106 型电液伺服万能压力试验机tro hydraulic servo universal pressure testing machin与红外辐射理论射的监测采集使用 VarioCAM HD head 8该装置的标准测温量程-40～1200℃，空间2℃，光谱范围 7.5～14μm。图 2-3 VarioCAM HD head 880 型红外热像仪e 2-3 VarioCAM HD head 880 infrared thermal
【参考文献】：
期刊论文
[1]加载速率对煤系泥岩脆-延性转变影响的试验研究[J]. 张连英,张树娟,茅献彪,汤晓英,秦昊,李兵,李明. 采矿与安全工程学报. 2018(02)
[2]煤单轴加载破裂时的差分红外方差特征[J]. 马立强,张东升,郭晓炜,孙海,Adeleke Najeem,张垚. 岩石力学与工程学报. 2017(S2)
[3]加载速率影响抗拉强度的机理及其数值验证[J]. 杨敬虎,于翔. 煤炭学报. 2017(S1)
[4]基于颗粒流的砂岩三轴破裂演化宏-细观机理[J]. 周杰,汪永雄,周元辅. 煤炭学报. 2017(S1)
[5]三轴压缩煤样破坏规律及剪切强度参数的反演[J]. 郝宪杰,袁亮,王飞,赵毅鑫,卢志国,任波. 中国矿业大学学报. 2017(04)
[6]煤岩破裂过程中应力对红外辐射的控制效应试验[J]. 马立强,张垚,孙海,王烁康,NAJEEM Adeleke. 煤炭学报. 2017(01)
[7]煤单轴压缩加载试验中的红外辐射噪声特征与去噪方法[J]. 马立强,王烁康,张东升,NAJEEM Adeleke,孙海,张垚,刘伟. 采矿与安全工程学报. 2017(01)
[8]岩石变形破坏各阶段强度特征值确定方法[J]. 高美奔,李天斌,孟陆波,陈国庆,陈超,廖安杰,罗凯. 岩石力学与工程学报. 2016(S2)
[9]基于颗粒离散元模型的不同加载速率下花岗岩数值试验研究[J]. 张学朋,蒋宇静,王刚,王建昌,吴学震,张永政. 岩土力学. 2016(09)
[10]2005—2014年我国煤矿灾害事故特征及规律研究[J]. 李波,巨广刚,王珂,张路路,孙东辉. 矿业安全与环保. 2016(03)
本文编号：2924595
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