含水砂岩受载破坏力学行为及电磁辐射响应特征
发布时间：2021-08-15 22:18
电磁辐射技术作为煤岩动力灾害监测预警的重要手段被学者们广泛研究,但是目前,关于岩石受载破坏的电磁辐射效应的研究较少涉及到含水岩石。而岩体注水等水力化措施在煤矿冲击地压防治中大量应用,它改变了岩体的原始应力状态,对岩石的微观结构及成分有显著影响。因此,充分考虑水-岩作用,研究含水岩石受载破坏的力学行为及电磁辐射信号特征对矿井冲击地压等动力灾害的防治及监测预警具有重要意义。另外这也关系到地下工程中含水岩体稳定性监测及其他相关地质灾害的预警。本文制备了不同含水率（去离子水）的砂岩试样,对其进行了单轴压缩条件下的受载破坏电磁辐射实验。研究了不同含水率砂岩变形破裂过程的力学特性及能量演化机制,分析了电磁辐射信号的时-频、非线性特征。并观测了其微观破裂模式,结合理论分析深入探究了水对电磁辐射信号的影响机制。最后建立了基于电磁辐射的含水砂岩损伤演化模型。得到的主要结论如下:（1）随含水率提高,砂岩的单轴抗压强度和弹性模量逐渐下降,峰值应变提高,峰前输入的应变能逐渐下降,且耗散能占比提高。含水率高的试样在塑性变形阶段的屈服特征更加明显,且耗散能增长显著,其破坏呈渐进式特征,峰后压机持续做功越多,最终破...
【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】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水-岩作用概述Figure1-1Overviewofwater-rockinteraction（1）物理作用物理作用主要指在过程中没有新物质的生成
1绪论7性特征的多参量分析，研究水对岩石受载电磁辐射特征的影响。（3）利用扫描电镜观测不同含水率砂岩试样的微观破裂模式，结合理论分析，探究水对电磁辐射信号影响的机制。技术路线如图1-2所示。图1-2技术路线图Figure1-2Researchtechnicalroute
工程硕士专业学位论文82含水砂岩受载破坏电磁辐射实验系统及方案2Experimentalsystemandschemeofelectromagneticradiationofwaterbearingsandstoneunderload2.1试验系统（Experimentalsystem）为研究不同含水率砂岩受载的力学行为及电磁辐射特征，实现砂岩加载过程中电磁辐射信号的准确、同步采集，建立了一套砂岩受载破坏电磁辐射实验系统。系统主要包括加载系统、电磁辐射采集系统和电磁干扰屏蔽系统，系统示意见图2-1。1压机，2试样及绝缘垫片，3电磁辐射天线，4前置放大器，5电磁辐射数据采集系统，6压机控制系统，7屏蔽室图2-1实验系统图Figure2-1Experimentalsystemdiagram（1）加载系统加载系统为新SANS微机控制电液伺服压力试验机，该系统由压力机、DCS控制器和PowerTestV3.3控制程序组成，最大载荷可达到3000kN，支持载荷控制、位移控制等多种闭环控制方式，控制精度高，可靠性高。实物见图2-2。
【参考文献】：
期刊论文
[1]巴东组泥岩水作用的特征强度及其能量演化规律研究[J]. 柳万里,晏鄂川,戴航,杜毅,肖炜波,赵松. 岩石力学与工程学报. 2020(02)
[2]煤岩动力灾害声电协同监测技术及预警应用[J]. 王恩元,刘晓斐,何学秋,李忠辉. 中国矿业大学学报. 2018(05)
[3]预制裂纹煤系岩石破坏的电磁辐射规律研究[J]. 宋晓艳,李忠辉. 煤矿安全. 2015(10)
[4]煤岩冲击动力灾害连续监测预警理论与技术[J]. 何学秋,窦林名,牟宗龙,巩思园,曹安业,何江. 煤炭学报. 2014(08)
[5]受载煤体电磁辐射动态非线性特征[J]. 胡少斌,王恩元,李忠辉,沈荣喜,刘杰. 中国矿业大学学报. 2014(03)
[6]单轴循环加载煤岩电磁辐射规律实验研究[J]. 金佩剑,王恩元,宋大钊,黄宁,王嗣衡. 煤矿安全. 2013(05)
[7]煤岩损伤破坏ULF电磁感应实验研究[J]. 王恩元,贾慧霖,李楠,宋大钊. 煤炭学报. 2012(10)
[8]煤岩循环加载破坏电磁辐射能与耗散能的关系[J]. 宋大钊,王恩元,刘晓斐,马衍坤,晋明月. 中国矿业大学学报. 2012(02)
[9]水岩相互作用对岩石劣化的影响研究[J]. 刘新荣,傅晏,郑颖人,梁宁慧. 地下空间与工程学报. 2012(01)
[10]低碳经济目标下一次能源消费结构影响因素分析[J]. 范德成,王韶华,张伟. 资源科学. 2012(04)
博士论文
[1]滇中红层软岩水-岩作用机理及时效性变形特性研究[D]. 朱俊杰.成都理工大学 2019
[2]煤岩物性的电磁辐射响应特征与机制研究[D]. 宋晓艳.中国矿业大学 2009
本文编号：3345037
【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】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水-岩作用概述Figure1-1Overviewofwater-rockinteraction（1）物理作用物理作用主要指在过程中没有新物质的生成
1绪论7性特征的多参量分析，研究水对岩石受载电磁辐射特征的影响。（3）利用扫描电镜观测不同含水率砂岩试样的微观破裂模式，结合理论分析，探究水对电磁辐射信号影响的机制。技术路线如图1-2所示。图1-2技术路线图Figure1-2Researchtechnicalroute
工程硕士专业学位论文82含水砂岩受载破坏电磁辐射实验系统及方案2Experimentalsystemandschemeofelectromagneticradiationofwaterbearingsandstoneunderload2.1试验系统（Experimentalsystem）为研究不同含水率砂岩受载的力学行为及电磁辐射特征，实现砂岩加载过程中电磁辐射信号的准确、同步采集，建立了一套砂岩受载破坏电磁辐射实验系统。系统主要包括加载系统、电磁辐射采集系统和电磁干扰屏蔽系统，系统示意见图2-1。1压机，2试样及绝缘垫片，3电磁辐射天线，4前置放大器，5电磁辐射数据采集系统，6压机控制系统，7屏蔽室图2-1实验系统图Figure2-1Experimentalsystemdiagram（1）加载系统加载系统为新SANS微机控制电液伺服压力试验机，该系统由压力机、DCS控制器和PowerTestV3.3控制程序组成，最大载荷可达到3000kN，支持载荷控制、位移控制等多种闭环控制方式，控制精度高，可靠性高。实物见图2-2。
【参考文献】：
期刊论文
[1]巴东组泥岩水作用的特征强度及其能量演化规律研究[J]. 柳万里,晏鄂川,戴航,杜毅,肖炜波,赵松. 岩石力学与工程学报. 2020(02)
[2]煤岩动力灾害声电协同监测技术及预警应用[J]. 王恩元,刘晓斐,何学秋,李忠辉. 中国矿业大学学报. 2018(05)
[3]预制裂纹煤系岩石破坏的电磁辐射规律研究[J]. 宋晓艳,李忠辉. 煤矿安全. 2015(10)
[4]煤岩冲击动力灾害连续监测预警理论与技术[J]. 何学秋,窦林名,牟宗龙,巩思园,曹安业,何江. 煤炭学报. 2014(08)
[5]受载煤体电磁辐射动态非线性特征[J]. 胡少斌,王恩元,李忠辉,沈荣喜,刘杰. 中国矿业大学学报. 2014(03)
[6]单轴循环加载煤岩电磁辐射规律实验研究[J]. 金佩剑,王恩元,宋大钊,黄宁,王嗣衡. 煤矿安全. 2013(05)
[7]煤岩损伤破坏ULF电磁感应实验研究[J]. 王恩元,贾慧霖,李楠,宋大钊. 煤炭学报. 2012(10)
[8]煤岩循环加载破坏电磁辐射能与耗散能的关系[J]. 宋大钊,王恩元,刘晓斐,马衍坤,晋明月. 中国矿业大学学报. 2012(02)
[9]水岩相互作用对岩石劣化的影响研究[J]. 刘新荣,傅晏,郑颖人,梁宁慧. 地下空间与工程学报. 2012(01)
[10]低碳经济目标下一次能源消费结构影响因素分析[J]. 范德成,王韶华,张伟. 资源科学. 2012(04)
博士论文
[1]滇中红层软岩水-岩作用机理及时效性变形特性研究[D]. 朱俊杰.成都理工大学 2019
[2]煤岩物性的电磁辐射响应特征与机制研究[D]. 宋晓艳.中国矿业大学 2009
本文编号：3345037
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