考虑微波作用硬岩本构模型及损伤规律研究

来源 :西安科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lx84015092
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
为解决现阶段微波辅助破岩研究在理论方面不足的问题,建立考虑微波作用硬岩损伤演化方程和本构模型是极为重要的。本文将损伤理论、统计学理论、岩石力学进行融合,建立考虑微波作用硬岩损伤演化方程和本构模型。以两类花岗岩为试验对象,通过微波照射试验和物理力学性能检测试验,分析两类花岗岩在微波照射下损伤特性、温度变化特性、开裂特性、力学特性。并通过试验所得数据验证考虑微波作用硬岩本构模型,对比模型曲线与试验所得应力-应变曲线,探讨本构模型的优缺点。本文研究主要得出结论如下:(1)对岩石进行弹性微元假设,得到微波作用下以微波照射功率为唯一变量的微波损伤演化方程,进一步结合微元强度准则和三参数Weibull分布定义考虑微波作用时荷载损伤变量,建立考虑微波作用的荷载损伤演化方程,引入广义胡克定律,建立考虑微波作用硬岩本构模型,并得出模型中各参数确定公式;(2)以芝麻灰和黄锈石两类花岗岩试样为例,进行微波照射试验,对表观损伤观察分析,证明芝麻灰起裂微波功率为2.66 kW,黄锈石为4.66 kW,花岗岩随照射微波功率增大损伤越加明显,且芝麻灰试样对微波敏感性更强。通过温度特性及超声波波速变化规律发现,不同岩石具有不同吸波性质,吸波速率最快对应功率并不固定,芝麻灰在很小微波功率下即开始产生损伤,而黄锈石相较于芝麻灰损伤发生功率更大;(3)通过微波照射后试样单轴抗压试验,对所得各岩样应力-应变曲线按岩石受压破坏四阶段分析。随微波功率增加,压密阶段明显变长,证明随微波照射功率增加,岩样施压前内部裂纹随功率增加明显增加,弹性阶段明显变短,证明岩石弹性能存储能力降低,破坏阶段明显由直线下降形式向缓慢下降形式转变,表明岩石随微波功率增加,破坏形式逐渐由脆性破坏向延性破坏转变;(4)基于试验数据,得出微波作用下芝麻灰花岗岩三种微波功率下理论本构曲线,通过模型与试验曲线对比,证明该本构模型整体拟合情况很好,能很好表述各微波功率照射下岩石本构关系,由于采用D-P准则以及较为保守假设,模型整体偏保守。以控制变量的方法对各参数影响规律及物理意义进行探究,参数A、B表征阈值前岩石压密速率及初始缺陷。阈值后参数,F表征岩石抗压强度,决定应力峰值大小,m决定岩石抗压变形速率,间接对峰值产生影响,δ决定峰值后模型曲线斜率,表征岩石破坏形式。
其他文献
针对水泥基复合材料因养护不当自收缩导致的开裂而致使抗渗性能下降的技术问题,本研究设计并合成了具有包覆结构的缓释型引发剂,利用制备的缓释型引发剂在碱性环境下包覆结构破壁时间晚于水泥水化硬化时间的特点,使得水泥水化硬化反应先于缓释型引发剂引发聚合反应进行,实现了在水泥基复合材料水化硬化反应完成并产生强度后,其体系内部的缓释型引发剂才开始破壁引发生成聚合产物,形成水泥基复合材料的封堵结构,从而提高了水泥
基于人眼视网膜的生物识别系统是一种模式识别系统,它根据一个人拥有的特定身体特征的特征源来识别一个人的眼睛视网膜图像。生物识别技术有很多种,其中一种就是用于人的身份识别的生物视网膜模式识别技术。生物模式视网膜识别是一种格式化的程序,它通过获取一个人的身体内部图像来提供对一个人的准确识别。人的视网膜是由细胞组成的非常微小的组织。为了提高生物识别的安全性,有必要利用人的视网膜图像进行识别。为了避免不法分
随着煤矿产业的发展,矿井下无线通信系统智能化成为近年来研究的热点。由于矿井巷道中环境复杂,导致衰落因素众多,井下信道衰落模型建立较为复杂。本文提出一种深度学习方法搭建矿井无线信道衰落模型并对接收场强进行预测。本文将矿井下复杂的巷道环境抽象为理想的空直矩形巷道。主要对造成电磁波衰落的因子展开研究,如载波频率、井下巷道的不光滑程度、井下巷道的倾斜程度、通道内的煤尘散射、巷道内湿度以及收发距离。利用神经
针对韩城矿区桑树坪二号井3309运输巷围岩变形严重问题,采用理论分析、数值模拟、现场实测相结合的方法,对3308工作面采动影响引起的3309运输巷围岩应力分布及塑性破坏范围进行综合研究并提出围岩控制方案进行了现场应用。主要结论如下:(1)基于极限平衡理论,计算得出在一次采动影响下靠近采空区侧煤柱支承压力峰值位于距巷道表面2.27m位置,巷道侧煤柱帮支承应力峰值位于距巷道表面2.04m处。下区段回采
在“城心双修”的宏观背景下,城市地域文化空间的营造得到了极大的提升,而城市雕塑是切入点,是城市地域文化空间展示的重要窗口。城市雕塑作为城市文化形象、经济形象、环境形象的集中展示,其空间布局受到城市发展中历史人文、空间环境等多个方面因素的影响。但是国内有些城市盲目跟风,大量城市雕塑不合理布局和无序建设,一方面导致城市公共空间品质降低,城市特色逐渐缺失,不合理的城市雕塑空间布局还会对城市公共资源造成浪
我国煤矿生产过程中违反安全生产法律法规、安全生产制度、安全生产操作规程以及安全生产要求的行为时有发生,造成了较多的人员伤亡和财产损失,说明企业对矿工不安全行为的管理上还有很大的提升空间。为了减少员工不安全行为,降低事故发生概率,提升煤矿生产效率,本文在分析事故致因理论,人因失误机理以及胜任力的相关理论的基础上,提出提升矿工的安全胜任力能够在一定程度上有效的降低人因失误的发生,进而减少煤矿事故的发生
生物医学图像处理是人工智能和计算机视觉的一个交叉研究领域,提供了复杂和自动化的技术,以解决问题并提升性能。这对于医生利用先进的技术和方法进行疾病的自动诊断并取得准确的诊断结果具有重要意义。医学图像分割用于在早期诊断各种疾病,同时不同种类医学图像的分割是医学图像分析的主要部分,例如分割肝器官或其他人体器官。如今,随着肝癌患者的增加,肝器官分割己经逐渐成为是一个亟待解决的问题。虽然目前许多肝脏的自动分
目前,煤矿综掘工作面智能化、信息化水平滞后,煤矿综掘设备远程可视化控制,是近年来国内外研究的热点。现有技术大多通过视频进行人工监测的煤矿设备远程控制技术,但是井下环境复杂,工况多变,人工监测无法满足常态化生产要求。VR技术具有建立融合人的感知和多种数字信息交互的多维空间的功能,可以为危险、复杂作业环境下的机械作业远程操控决策提供技术支撑。本文借助虚拟仿真、多源异构数据融合、碰撞检测和远程操控等技术
随着“工业4.0”和“中国制造2025”的提出,物流运输业和制造业逐步迈向智能化的时代,自动导引车(Autornated Guided Vehicle,AGV)得到了广泛的应用。现阶段,AGV激光导航系统的模块化设计与应用仍存在一定的研究空间。本文将AGV导航系统中的上位机控制系统、车载控制系统、定位系统、环境建模、路径规划、路径跟踪与避障策略等方面做了架构分析与重设计,提出一种CDV(Contr
根据国家“加快煤矿智能化发展”的战略部署,构建安全、绿色、高效、智能的掘进机器人系统,提升我国掘进装备的智能化水平成为了现阶段的重要目标。目前,国内外研究者对巷道定向掘进技术进行了大量研究,由于井下复杂环境、围岩压力不均、掘进装备定位不准所导致的掘进偏航问题仍然存在,因此对掘进装备精确定位与纠偏控制研究可以推动巷道定向掘进技术的发展,对于巷道掘进质量和效率的提升具有重要意义。论文针对护盾式掘进机器