一、卸荷状态下岩爆岩石变形破裂机制的实验岩石力学研究（论文文献综述）
李邵军,谢振坤,肖亚勋,丰光亮,潘鹏志,王兆丰[1]（2021）在《国际深部地下实验室岩体原位力学响应研究综述》文中提出深部地下实验室（underground research laboratory,URL）已成为国际上基础性重大科学研究的重要平台,为物理、生物、地球化学、医学、岩石力学等学科发展提供了不可或缺的支撑。深部地下实验室的岩体力学响应和稳定性是岩石力学学科需要回答的关键基础问题,目前国内外基于已建与在建的地下实验室开展了大量岩石力学问题研究,保障了地下实验室的安全建造和运行。本文对国内外多个地下实验室的建设情况进行综述,阐述国际深部地下实验室在围岩力学行为测试与监测、开挖损伤区分析、力学模型和数值模拟方法等方面开展的研究工作,分析当前地下实验室相关研究成果的亮点和局限性,总结地下实验室建设和运行过程中面临的岩体力学响应关键问题,探讨深部地下实验室的岩石力学问题未来研究方向。
赵阳升[2]（2021）在《岩体力学发展的一些回顾与若干未解之百年问题》文中认为在讨论若干岩体力学概念的基础上,较全面地回顾与分析了全世界岩体力学发展中科学与应用2个方面的重要成就及不足,其中,在岩石力学试验机与试验方法方面,介绍了围压三轴试验机、刚性试验机、真三轴试验机、流变试验机、动力试验机、高温高压试验机、多场耦合作用试验机、CT-岩石试验机、现场原位岩体试验及试验标准等;本构规律方面介绍了岩石全程应力-应变曲线、围压三轴与真三轴力学特性、时效与尺寸效应特性、动力特性、渗流特性、多场耦合特性、结构面力学特性、岩体变形破坏的声光电磁热效应等;岩体力学理论方面介绍了岩体力学介质分类、块裂介质岩体力学、强度准则、本构规律、断裂与损伤力学、多场耦合模型与裂缝分布模型;数值计算方面介绍了数值方法与软件、位移反分析与智能分析方法。清晰地论述了工程岩体力学与灾害岩体力学分类、概念及其应用领域划分,分析、梳理了大坝工程、隧道工程、采矿工程、石油与非常规资源开发工程等重大工程的岩体力学原理,以及各个历史阶段工程技术变迁与发展的工程岩体力学的重要成就,分析、梳理了滑坡、瓦斯突出、岩爆与地震等自然与工程灾害发生及发展的岩体力学原理,以及各个历史阶段的预测防治技术的灾害岩体力学重要成就。详细分析、讨论了8个岩体力学未解之百年问题,包括岩体力学介质分类理论、缺陷层次对岩体变形破坏的控制作用和各向异性岩体力学理论与分析方法 3个岩体力学理论问题,岩体尺度效应、时间效应、岩体系统失稳破坏的灾变-混沌-逾渗统一理论、完整岩石试件与岩体系统失稳破坏的时间-位置与能量三要素预测预报5个非线性岩体力学问题。
徐鼎平,郭广涛,夏跃林,柳秀洋,江权,李邵军,李治国[3]（2021）在《高应力强卸荷下双江口花岗岩岩爆中间主应力效应宏细观试验研究》文中指出高应力强卸荷下的地下洞室围岩岩爆机制是当前亟待研究和解决的前沿课题。针对双江口水电站地下洞室群的花岗岩,利用新型真三轴加卸载试验系统开展不同中主应力下的三向五面真三轴岩爆模拟试验,并采用扫描电镜、能谱仪等综合分析岩爆破裂面的细观结构特征,分析了不同中主应力下试样的强度和变形特征、宏观破坏形态、岩爆破坏过程和破裂面及主要矿物细观破裂模式。试验结果表明:（1）随着中间主应力的增加,岩爆后的试样宏观破坏由拉伸破坏向剪切破坏转变;（2）随着中间主应力的增加,岩爆类型由迟滞应变型向即时应变型岩爆转变,岩爆剧烈程度先增大后减弱;（3）各中间主应力下试样爆坑断口为剪切断口,岩爆弹射碎屑上的断口为张拉断口;（4）主要矿物细观破裂模式与中间主应力无关:石英和钾长石发生沿晶和穿晶断裂的几率几乎相同,斜长石和云母则更易发生穿晶断裂。研究成果可为后续开挖阶段的岩爆防治提供技术支撑。
庞帆[4]（2021）在《加载速率对丁字形裂隙岩体力学特性影响的试验研究》文中指出岩体中存在着不同倾角、数量、交叉方式的裂隙,在外力作用下会诱发边坡滑坡,硐室坍塌,采场冒顶等灾害。裂隙岩体的力学与能量特性的研究对各种裂隙岩体工程的安全与稳定性评价有现实指导价值,裂隙岩体研究也成为当前岩石力学方面的热点课题之一。本文开展了单轴压缩试验和单轴逐级循环加卸载试验,揭示了裂隙角度和加载速率等因素对丁字形裂隙岩体的静、动态力学与能量特性的影响规律,并基于能量耗散系数法研究了裂隙岩体渐进破坏过程中的强度特征,提出了丁字形裂隙岩体的屈服强度确定方法。研究结果如下:（1）研究了丁字形裂隙岩体的静力学特性,结果表明:主裂隙倾角为0°时,随着次裂隙夹角的增大,丁字形裂隙岩体的峰值强度、弹性模量、破坏应变呈现出增大的现象;而当主裂隙倾角为45°和90°时,随着次裂隙夹角的增大,丁字形裂隙岩体的峰值强度、弹性模量、破坏应变呈现出减小的趋势。加载速率的增加使得丁字形裂隙岩体的峰值强度、弹性模量性质得到加强,破坏应变性质发生弱化。（2）主裂隙倾角为0°时,随着次裂隙夹角的增加,丁字形裂隙岩体峰值点的总能量、弹性应变能、耗散能、弹性能量比增加,而耗散能量比减小;主裂隙倾角为45°和90°时,随着次裂隙夹角的增加,丁字形裂隙岩体峰值点的总能量、弹性应变能、耗散能、耗散能量比减少,弹性能量比增加。随着加载速率的增加,丁字形裂隙岩体峰值点处的总能量、弹性能与弹性能量比增加,而耗散能与耗散能量比减小。（3）定义了能量耗散系数,研究了能量耗散系数的演化规律,提出了裂隙岩体渐进破坏过程中屈服强度的确定方法,并与传统的方法-裂纹体积应变法相比较,验证了该方法的准确性和合理性。此外,建立关于能量耗散系数的岩爆倾向性判据,预测了丁字形裂隙岩体试样的岩爆可能性。（4）研究了丁字形裂隙岩体的动力学特性,结果表明:随着加载速率的增加,丁字形裂隙岩体的动峰值强度、动弹性模量、动静峰值强度比增大,而动静弹性模量比却减小;处于低加载速率时,试样的动峰值强度小于静峰值强度,而动弹性模量均大于静弹性模量在本文的加载速率区间。（5）研究了不同应变比、加载速率、裂隙角度下丁字形裂隙岩体的动态能量特性,得出:随着应变比的增加,滞回环面积呈幂函数式增加,阻尼比先减小后增大,阻尼系数增加;随着加载速率的增加,滞回环面积、阻尼比、阻尼系数增大;丁字形裂隙岩体主裂隙倾角为0°和45°时,随着次裂隙夹角增加,滞回环面积、阻尼比、阻尼系数增加,当丁字形裂隙岩体主裂隙倾角为90°时,随着次裂隙夹角增加,滞回环面积、阻尼比、阻尼系数降低。
胡楠[5]（2021）在《深部高地应力条件下采场围岩损伤机理与稳定性分析》文中指出随着金属矿产的不断开采和利用,国内外的很多矿井已经进入了深部开采的阶段,深部“三高一扰动”的问题逐渐凸显。研究深部岩石在高地应力环境和爆破引起的冲击组合作用下的破岩机制,对保证金属矿深部开采的安全性和提升生产效率有重要的理论和工程意义。为此,本文以山东黄金集团三山岛金矿西山矿区-1005m深部开采为研究背景。首先进行现场的地应力测量和岩石基础物理力学参数测定获得深部地应力和岩石力学性质数据;然后综合运用理论分析、室内试验和数值模拟等方法,针对动静荷载共同作用下岩石的损伤过程和强度弱化规律进行了研究;最后将围岩强度的损伤弱化规律引入到数值模拟过程,对采场在高地应力和爆破冲击组合作用下的稳定性进行了研究,主要内容如下:（1）根据应力解除法的基本原理,采用空心包体应变计对三山岛金矿-690m至-1005m深度进行原岩应力测量,获得了深部矿体原岩应力随深度演化的规律。通过对现场采集样本进行室内试验,获得了深部岩石抗压强度、抗拉强度、剪切强度、波速等参数。（2）结合深部应力分布的实际情况,设定合理的轴压-围压比例,应用围压霍普金森压杆（SHPB）试验装置,对工程现场采集的试件进行了不同围压状态下的循环冲击试验研究。获得了不同冲击强度和不同围压条件对岩石的应力、应变、应变率、峰值应力、弹性模量等力学参数的影响规律和循环冲击作用下应力波所携带能量的透射、反射和吸收规律。（3）引入了考虑孔隙率的冲击损伤模型和损伤力学裂隙的扩展理论,建立了单次冲击损伤与循环冲击损伤的联系。根据单次循环损伤过程中不同阶段的特征应力,将循环冲击划分为五个损伤累积等级,并结合损伤力学理论从内部裂隙演化的角度分析了损伤累积的机理。建立了基于能量吸收率演化的应力阈值划分方法,划定了原始裂隙闭合应力和裂纹稳定扩展两个重要应力阈值,研究了不同围压和不同冲击荷载对两个阈值的影响。（4）基于霍普金森试验中能量吸收过程,计算得到了循环冲击过程的损伤变量,发现不同峰值应力的循环冲击中损伤变量的演化趋势有明显差别。将循环冲击条件下的损伤过程分为裂隙稳定扩展并逐步贯通的弱损伤累积型破坏和裂隙先稳定扩展再加速扩展的强损伤累积型破坏。应用二次函数和Logistic函数的反函数的方式,分别建立了弱损伤累积和强损伤累积过程中的损伤变量的拟合方程,均取得了良好的拟合效果,从而从能量的吸收角度建立了损伤变量与冲击次数的演化关系。（5）采用数值模拟软件,在静力分析的基础上引入爆破冲击损伤对围岩强度的弱化。根据三山岛金矿的房柱式交替向上充填采矿法开采过程,设置了 6m*6m、9m*9m和12m*12m三种截面尺寸的矿房进行模拟;从构筑免压拱的角度设置了 54m跨度单免压拱和27m跨度双免压拱的不同开采顺序对开采过程进行了模拟。从而优选了采场参数和过程,为实现高效低废采矿的目标提供了理论依据。
任合欢[6]（2021）在《冲击地压震源力学机制反演及应用研究》文中进行了进一步梳理在我国深部矿山采掘中,冲击地压灾害破坏后果严重。冲击地压震源力学机制研究是建立冲击地压灾害精准预测预报体系的基础,因此,开展冲击地压震源力学机制研究具有重要的理论和实践意义。本文基于矩张量反演方法和数字散斑相关方法,建立岩石破裂类型判别体系,并进行了验证。以此,对某煤矿513外段工作面冲击地压震源力学机制进行研究,并提出具有针对性的防冲措施,达到了较好的冲击地压预警防治效果。论文主要研究内容及结论如下:（1）结合矩张量反演方法与数字散斑相关方法构建岩石破裂类型判别体系框架。基于STA/LTA算法对p波初至时刻进行判断,通过双差定位方法确定高精度震源定位,采用MATLAB软件,编写了适用于冲击地压的矩张量反演计算程序。结合数字散斑相关方法所得岩石破裂类型和矩张量剪切部分所占比例确定岩石破裂类型判别标准。（2）基于数字散斑相关方法（DIC）,开展岩石单轴压缩和三点弯曲变形演化试验,对岩石破裂类型及特征进行研究。从岩石变形场可见,单轴压缩条件下,岩石试件首先在左侧上部和右侧下部发生拉伸破坏;随后裂纹逐渐向试件中间空区扩展,同时出现拉伸和错动破坏;最后空区裂纹贯通、试件整体发生错动破坏。三点弯曲条件下,岩石试件预制裂纹的扩展具有明显的阶段性。（3）建立并验证基于矩张量和DIC的岩石破裂类型判别体系。根据岩石变形演化试验,对比岩石破裂类型和矩张量剪切部分所占比例的关系,建立岩石破裂类型判别体系:矩张量剪切部分所占比例为0%～45%时,岩石试件发生张拉破裂;当矩张量剪切部分所占比例为46%～64%时,岩石试件发生混合破裂;当矩张量剪切部分所占比例为65%～100%时,岩石试件发生剪切破裂。在此基础上,对不同破裂类型声发射参数特征及岩石破裂震源力学机制进行研究,验证岩石破裂类型判别体系的可靠性。（4）基于微震技术和矩张量反演方法,对某煤矿513外段工作面冲击地压震源力学机制进行研究。根据岩石破裂类型判别体系,分析认为某煤矿513外段工作面三次微震事件分别为顶板断裂破坏、断层错动破坏以及顶板断裂和断层错动耦合破坏。为有效防治冲击地压发生,针对三次不同震源力学机制的冲击地压事件采取有针对性的防治措施。后续微震事件中,事件前后的煤体应力表明本文提出的冲击地压防治措施效果良好。
赵宇松[7]（2021）在《含张开型裂隙脆性试样破裂机制试验与模拟研究》文中提出向深部要资源,已经成了目前及未来矿山建设的重要发展方向。但随之而来的却是岩爆类灾害的频繁发生,其中,脆性岩中的结构控制型岩爆是最危险的岩爆灾害形式之一。准确揭示三维条件下此类灾害的发生发展过程及其破坏规律对于深部地下工程建设具有重要意义。以往“内置三维充填型”裂隙试样的相关研究成果已经表明其附近次生破坏结构分布和发展特征与常规二维研究结论相差较大,但由于实验技术的局限,“内置三维张开型”裂隙不同状态下的细部研究始终无法深入展开,相关的理论分析和数值模拟结果也无法得到验证。本文正是以此为背景,开发了一套内置三维张开型裂隙试样的制备方法,并以此为基础,完成了大量相关物理试验和模拟试验,取得了如下研究内成果:（1）内置三维张开型裂隙试样制备技术研发。基于体积损失思想开发了一种新型内置三维张开型裂隙制备方法,成功在石膏类岩石试样中得到真实的空腔结构（经CT扫描技术验证）。（2）展开了大量张开型单裂隙试样压缩破坏试验。分别以预制张开型裂隙的倾角和走向长度为自变量,深入研究了不同单裂隙产状条件下脆性岩样的物理力学性质、表面及内部次生破坏发展特征,分析和对比了表面及内部次生破坏过程的时空差异性。（3）进行了不同隐伏程度张开型平行双裂隙试样压缩破坏试验。以平行双裂隙的隐伏状态为自变量,深入研究了双裂隙在完全外露、部分外露以及全部隐伏三种状态下对应脆性岩体的物理力学性质和内外破坏特征。综合单裂隙和双裂隙试验结果,讨论了裂隙岩体表观与真实状态间的诸多差异,确定了拥有不同安全强度的各类裂隙岩体的关键破坏位置。（4）张开型裂隙围岩断裂理论分析。分别建立张开型裂隙的二维和三维尖端应力场模型,求解单轴压缩条件下裂隙尖端不同位置的应力强度因子、以及对应的次生破坏模式。此外,基于四边固支矩形板模型计算内置张开型裂隙自由面围岩的平面内应力场,得到该区域次生破坏结构的起裂位置、发展过程及最终分布形态。（5）展开了内置三维张开型裂隙试样数值模拟研究。利用PFC3D软件模拟内置单裂隙试样的单轴压缩试验,基于围岩颗粒位移矢量场的二维分析断面以及局部三维分析模型,深入研究预制裂隙不同位置围岩的次生破坏起裂机理和破裂模式,并分析预制裂隙厚度对次生破坏起裂及发展过程的影响。（6）展开了不同隐伏状态平行双裂隙试样数值模拟研究。利用PFC3D软件模拟三种隐伏状态条件下双裂隙试样的单轴压缩试验,基于围岩颗粒位移矢量场的若干二维分析断面,深入研究双裂隙不同位置围岩的位移变形特征、破坏发展过程、破坏起裂机理及破坏模式。
郑建伟[8]（2021）在《顶板条带弱化法防治巷道冲击地压技术研究》文中指出巷道冲击地压灾害已成为制约我国煤矿实现安全开采而亟待解决的困难之一。已有研究表明应力控制和煤岩改性是防治巷道冲击地压最直接的手段,基于此本文提出采用顶板条带弱化法来实现巷道冲击地压防治,并对此展开系统研究:首先建立了三向应力条件下考虑巷道围岩差异化破裂形态的力学模型,给出了对应的应力致灾判据和能量致灾判据,借助弹性力学分析了顶板条带弱化范围内煤岩体的储能和耗能特征,从理论角度揭示了顶板条带弱化法的防冲机制,通过力学实验和数值模拟对上述防冲机制进行验证,且得到了不同参数对防冲效果的影响机制,最后在陕西孟村煤矿进行了现场实践,取得如下研究成果:（1）分析了巷道围岩煤岩体差异化响应特征,且在此基础上给出了巷道冲击地压的致灾判据。塑性区内主承载岩板失稳时产生向外的推力大于阻力区（破碎区和部分塑性区）提供的阻力,便会形成冲击地压显现;主承载岩板破断释放的能量和外界传入的能量超过上述阻力范围内阻力所做的功便会导致冲击地压的发生。（2）明确了顶板条带弱化法的适用范围和实现路径。顶板条带弱化法主要针对的是上覆坚硬顶板条件下巷道的防冲,是指在巷道正上方一定范围的坚硬顶板内通过人工措施制造平行于巷道轴向的条带状弱化范围,具体可以通过超长孔水力压裂技术来实现。（3）论述了顶板条带弱化法的防冲机制。条带弱化法会降低措施内坚硬顶板的弹性模量,来实现“降低能量储存”的目的;措施范围内被裂隙切割的块体间的运动会造成一定的能量耗散,实现“增加能量耗散”的目的;条带弱化法降低了坚硬顶板的弹性模量和分层厚度,可以改变巷道端头两侧采空区上方顶板空间结构形态,实现“局部结构调整”的目的;总结起来其防冲机制为:降低能量储存、增加能量耗散和局部结构调整。（4）将弱化条带简化为煤岩组合体中的层理界面,开展了层理界面对煤岩组合体力学行为影响特征的力学实验。单轴压缩过-程中煤岩组合体中的层理界面处出现了一定的能量耗散,且随着数量的增加,煤岩组合体的强度降低;三轴压缩条件下围压不同裂隙的集聚显现位置不同,随着围压增大,煤岩组合体会呈现出“脆性破坏-延性破坏-脆性破坏”的转变趋势;随着层理界面数量增加,煤岩组合体的三轴强度降低;层理界面越多,组合体的动态强度降低越明显,组合体试件反射的能量越多;具有不同层理界面特征的力学实验可以很好的验证上述防冲机制中的“增加能量耗散”,同时也进一步论证了顶板条带弱化范围可以有效改变外部应力波的传播路径,造成应力波能量大量耗散的特征。（5）借助数值模拟分析了顶板条带弱化范围对应力波传播的影响。条带弱化范围的存在会引起外界传递的应力波发生大量反射;应力波会在条带弱化范围内发生大量的能量耗散,一定范围内应力波衰减程度随着带高、弱化程度的增加而增加;与无条带弱化范围相比,穿越条带弱化范围后的应力波作用在巷道围岩上引起的应力等级、锚杆轴力、破坏范围均发生明显降低。（6）以孟村煤矿中央大巷复合构造区为研究背景对顶板条带弱化法进行了现场实践。借助超长孔后退式水力压裂技术实现顶板条带弱化范围的构筑,措施前后微震能量和地音均发生明显的降低,措施后监测时间内监测区域内再无E>104J的微震事件出现,表明顶板条带弱化法在孟村煤矿中央大巷复合构造区取得良好的防冲效果。
杨道学[9]（2021）在《基于深度学习的岩石微破裂演化声发射行为特征》文中研究表明我国已建与拟建的岩石工程项目数量之多,规模之大,为世界瞩目,在各类岩石工程施工建设过程中岩石的失稳破坏导致各类工程地质灾害问题愈演愈烈,成为制约岩石工程安全、进度及经济成本的重要因素之一,其中声发射（AE）无损检测技术在各类岩石工程及地质灾害监测预警中应用十分广泛。针对目前基于AE行为的岩石微破裂演化机制研究方面存在的不足,本文综合运用室内试验、理论分析及数值模拟等研究手段,对水力耦合作用下岩石变形破坏过程中微破裂演化机制及AE行为进行研究。主要研究内容及结论如下:（1）在岩石AE滤波及定位方面:针对AE信号的低信噪比、随机性强、非平稳性等特点,提出了一种基于EEMD-SCBSS的AE信号滤波算法;为了消除弹性波在岩石内部传播过程中速度对AE定位精度的影响,提出了一种基于到时时差PSO的未知波速AE定位算法;并基于MATLAB计算平台开发了一套“AE震源矩张量参数反演及震源破裂机制分析软件”,实现了对岩石微破裂过程中AE信号的滤波、未知波速AE定位及AE震源微破裂机制分析。（2）在AE震源产生机制的识别方面:由于AE信号在水中传播过程中衰减速率更快,造成数个AE接收传感器同时采集到同一个AE事件变得较为困难,进而导致矩张量反演理论在研究饱和状态下红砂岩试件变形破坏过程中微破裂演化机制方面存在着一定的局限性;针对矩张量反演理论在识别饱和状态下红砂岩微破裂演化过程中AE震源产生机制存在的问题,提出了一种二维深度残差卷积神经网络识别AE震源产生机制的新方法,通过将一维AE信号转换为二维数字图像,利用深度残差卷积神经网络模型对二维数字图像中高级及抽象的AE震源特征进行提取,并成功地解决了饱和状态下红砂岩微破裂演化过程中AE震源产生机制的识别难题。（3）在不同断裂模式下岩石微破裂演化机制的研究方面:通过Mode Ⅰ与Ⅱ断裂试验测得了不同断裂模式条件下岩石微破裂过程中力学参数与AE行为特征,对不同断裂模式下的AE行为、载荷应力、断裂韧性、非断裂区域损伤量与含水率之间的关系进行了系统性地研究,构建了不同断裂模式下非断裂损伤区域损伤量与含水率之间的数学模型;从CCNBD试件在Mode Ⅰ与Ⅱ断裂过程中主要破坏模式的角度出发,对不同断裂模式下AE信号变化特征进行了分析;基于广义最大周向应力准则推导了Mode Ⅱ断裂模式下CCNBD试件的临界断裂半径、初始起裂角度与含水率之间关系;通过SEM成像结果与AE震源空间分布信息证实了本文提出的非均胶结模型可行性,并利用非均胶结模型对Mode Ⅰ断裂过程中微裂纹扩展机制及断裂过程区进行了研究,揭示了非均质砂岩在Mode Ⅰ断裂过程中微破裂演化机制。（4）在岩石微破裂时间效应的AE行为演化方面:基于统计力学与损伤力学理论建立了岩石微破裂时间效应的含阻尼因子蠕变AE模型,该蠕变模型揭示了减速蠕变及等速蠕变阶AE行为与加速蠕变阶段AE行为的内在联系;利用奇异值分解法对累计AE事件数进行分析,实现了对加速蠕变阶段的定量识别;减速蠕变和等速蠕变阶段的AE波形为突变型,而加速蠕变阶段AE信号波形为突变型和连续型共存的形式,进而从AE波形特性的角度实现了对加速蠕变阶段的定量识别;最终利用弹性波动力学理论对AE波形特征与红砂岩微破裂时间效应之间的关系进行了研究,揭示了红砂岩微破裂时间效应的声发射行为演化特征。（5）针对水对岩石微破裂演化机制的影响:通过数值模拟、AE技术、SEM成像、分形理论与ResNet50模型相结合的研究方法,揭示了不同含水率条件下红砂岩微破裂演化机制。研究结果表明:随着含水量的增加,岩石试件的破坏模式由以张拉型破裂为主导向以剪切型破裂为主导转变,表面的宏观裂纹数目也在逐渐地减少;张拉裂纹更容易聚集形成宏观裂纹,而剪切裂纹分布相对较为分散。并通过对数值模拟结果、SEM成像结果与ResNet50模型识别结果进行对比分析,证实了ResNet50模型可以对不同含水率条件下岩石微破裂过程中AE震源产生机制进行监测解译。
朱光轩[10]（2021）在《TBM穿越破碎带刀盘卡机机理与工程应用》文中提出全断面硬岩隧道掘进机（TBM）因其安全、高效、绿色环保的施工特点,在我国深长隧道工程建设中得到了广泛应用。TBM隧道掘进施工中不可避免地需要频繁穿越断层破碎带等富水软弱不良地质体,由于其开挖支护方式不够灵活,易引发开挖面围岩失稳坍塌,受坍塌围岩挤压作用,极易导致TBM刀盘被卡,损失严重。本文围绕“围岩-TBM刀盘相互作用机制和刀盘卡机机理”这一关键科学问题,综合采用理论分析、模型试验、数值模拟和现场试验等方法,揭示了刀盘卡机致灾演变全过程,分析了多因素对卡机影响机制,揭示了机岩相互作用规律,建立了刀盘卡机灾害判识方法,提出了卡机综合防控技术,并在依托工程进行了应用验证。本文主要工作及创新成果如下:（1）研发了 TBM破碎带掘进模型试验系统。基于“机器-土体”系统相似原理,以DSUC型双护盾TBM为原型机,自主研发了 TBM缩尺模型和破碎带掘进模型试验系统,突破了 TBM小型化过程中掘进、排渣、监测和自动控制一体化的试验技术难题,实现了 TBM过破碎带的全过程相似模拟。以青岛地铁2号线徐麦区间隧道TBM过破碎带刀盘卡机为模拟工况,对卡机事件进行了真实还原,验证了试验系统的可靠性和准确性;揭示了卡机过程中刀盘扭矩、推力、排渣率、刀盘土压力、护盾摩擦力以及围岩应力位移场等多元信息演化规律。（2）揭示了多因素对TBM过破碎带刀盘卡机影响机制。基于所研发的TBM过破碎带相似模拟系统,系统研究了破碎带宽度,隧道埋深,充填介质摩擦角,TBM推进速度和刀盘转速等参数对TBM负载及围岩应力位移场影响机制。分析总结了 TBM掘进隧道破碎带识别方法以及典型刀盘卡机灾害演化规律。（3）分析了 TBM与围岩相互作用的影响规律。以有限元软件ABAQUS为模拟平台,实现了 TBM过破碎带连续掘进全过程模拟,分析了开挖面前方地层土拱效应,以及地层应力位移场以及TBM负载随开挖过程的演化规律。（4）建立了 TBM刀盘卡机理论判据。基于模型试验和数值模拟结果,分析总结了 TBM过破碎带开挖面前方地层松动滑移模式,考虑土拱效应,提出了刀盘前方松散塌落区“组合拱-截锥体”力学模型,建立了开挖面支护力计算方法。在此基础上,分析了刀盘扭矩形成机制,提出了开挖面极限状态下刀盘扭矩计算方法以及刀盘卡机理论判据。（5）提出了刀盘卡机综合防控技术。基于研究成果,提出了 TBM过破碎带施工刀盘卡机灾害判识方法以及卡机脱困治理方法,依托吉林引松工程TBM卡机脱困案例,对研究成果进行了成功应用。
二、卸荷状态下岩爆岩石变形破裂机制的实验岩石力学研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、卸荷状态下岩爆岩石变形破裂机制的实验岩石力学研究（论文提纲范文）
（1）国际深部地下实验室岩体原位力学响应研究综述（论文提纲范文）
| 1 国际深部地下实验室建设概况 |
| 2 地下实验室原位监测技术研究 |
| 2.1 地下实验室围岩变形监测 |
| 2.2 地下实验室围岩应力监测 |
| 2.3 地下实验室岩体声波测试 |
| 2.4 地下实验室岩体微破裂微震监测 |
| 2.5 地下实验室围岩声发射测试 |
| 2.6 地下实验室岩体结构和破裂的直接原位观测方法 |
| 3 地下实验室围岩开挖损伤区特性研究 |
| 3.1 深部地下实验室围岩岩芯饼化研究 |
| 3.2 深部地下实验室围岩开挖损伤区特性研究 |
| 3.3 深部地下实验室岩爆发生机理研究 |
| 4 地下实验室围岩稳定性数值模拟方法研究 |
| 4.1 深部岩石的力学模型研究 |
| 4.2 深部岩石工程数值模拟方法研究 |
| 5 深部地下实验室的岩体原位力学响应研究方向探讨 |
| 6 结论 |
（4）加载速率对丁字形裂隙岩体力学特性影响的试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 裂隙岩体研究现状 |
| 1.2.2 岩石渐进破坏中特征应力研究现状 |
| 1.2.3 岩体动态力学与能量特性研究现状 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 创新点 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 2 样品制备和试验方法 |
| 2.1 样品制备 |
| 2.1.1 相似材料的选取原则 |
| 2.1.2 本文选取的类岩石材料 |
| 2.1.3 试样的制备 |
| 2.2 试验仪器 |
| 2.2.1 试验仪器功能概述 |
| 2.2.2 试验数据的记录与处理 |
| 2.3 试验方案 |
| 2.3.1 单轴压缩试验 |
| 2.3.2 单轴分级加卸载试验 |
| 2.4 动弹模和阻尼参数的计算 |
| 2.5 小结 |
| 3 不同加载速率下丁字形裂隙岩体静态力学特性 |
| 3.1 丁字形裂隙岩体力学特性分析 |
| 3.1.1 丁字形裂隙岩体应力应变曲线分析 |
| 3.1.2 丁字形裂隙岩体峰值强度特性分析 |
| 3.1.3 丁字形裂隙岩体弹性模量特性分析 |
| 3.1.4 丁字形裂隙岩体破坏应变特性分析 |
| 3.2 丁字形裂隙岩体力学损伤特性分析 |
| 3.2.1 丁字形裂隙岩体强度损伤特性分析 |
| 3.2.2 丁字形裂隙岩体变形损伤特性分析 |
| 3.3 小结 |
| 4 不同加载速率下丁字形裂隙岩体静态能量特性 |
| 4.1 能量演化特性 |
| 4.1.1 能量的计算方法 |
| 4.1.2 丁字形裂隙岩体变形过程中的能量变化 |
| 4.2 峰值点处能量演化特征分析 |
| 4.2.1 丁字形裂隙岩体总能量特性分析 |
| 4.2.2 丁字形裂隙岩体弹性能特性分析 |
| 4.2.3 丁字形裂隙岩体耗散能特性分析 |
| 4.3 丁字形裂隙试样峰值处能量比特性分析 |
| 4.3.1 弹性能量比特性分析 |
| 4.3.2 耗散能量比特性分析 |
| 4.4 基于能量耗散系数确定特征应力 |
| 4.4.1 耗散能系数演化曲线 |
| 4.4.2 传统方法与能量耗散法的对比 |
| 4.4.3 特征应力变化规律 |
| 4.5 基于能量耗散系数的岩爆倾向性判据 |
| 4.6 小结 |
| 5 不同加载速率下丁字形裂隙岩体动态力学特性与能量特征研究 |
| 5.1 动应力应变曲线变化特性 |
| 5.2 动态强度演化特性 |
| 5.2.1 动态峰值强度分析 |
| 5.2.2 动静峰值强度比分析 |
| 5.3 动弹性模量演化特性 |
| 5.3.1 不同应变比下动弹性模量演化规律分析 |
| 5.3.2 不同循环加载速率下动弹性模量演化规律分析 |
| 5.3.3 不同裂隙夹角下动弹性模量演化规律分析 |
| 5.3.4 动静弹性模量比分析 |
| 5.4 滞回环面积演化特性 |
| 5.4.1 不同应变比下滞回环面积演化规律分析 |
| 5.4.2 不同循环加载速率下滞回环面积演化规律分析 |
| 5.4.3 不同裂隙夹角下滞回环面积演化规律分析 |
| 5.5 阻尼比演化特性 |
| 5.5.1 不同应变比下阻尼比演化规律分析 |
| 5.5.2 不同循环加载速率下阻尼比演化规律分析 |
| 5.5.3 不同裂隙夹角下阻尼比演化规律分析 |
| 5.6 阻尼系数演化特性 |
| 5.6.1 不同应变比下阻尼系数演化规律分析 |
| 5.6.2 不同循环加载速率下阻尼系数演化规律分析 |
| 5.6.3 不同裂隙夹角下阻尼系数演化规律分析 |
| 5.7 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（5）深部高地应力条件下采场围岩损伤机理与稳定性分析（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 研究背景及问题 |
| 2.1 深部的定义和岩石力学特性 |
| 2.1.1 深部的定义 |
| 2.1.2 深部岩石的力学特征 |
| 2.1.3 深部岩石的力学研究中问题 |
| 2.2 动静荷载组合作用下岩石损伤过程研究 |
| 2.2.1 循环冲击荷载下岩石的力学特性研究 |
| 2.2.2 循环冲击荷载下岩石的能量耗散研究 |
| 2.3 循环冲击条件下岩石的损伤研究 |
| 2.3.1 岩石材料的损伤理论 |
| 2.3.2 损伤理论在循环冲击中的应用 |
| 2.4 问题的提出 |
| 2.5 研究内容和技术路线 |
| 2.5.1 研究内容 |
| 2.5.2 研究方案 |
| 2.5.3 技术路线 |
| 3 原岩应力和基础力学参数测试 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 工程概况 |
| 3.2.1 水文地质 |
| 3.2.2 开采方式 |
| 3.3 原岩应力测量 |
| 3.3.1 测量仪器及测量步骤 |
| 3.3.2 测量结果 |
| 3.4 岩石基础物理力学参数测定 |
| 3.4.1 密度试验 |
| 3.4.2 巴西劈裂试验 |
| 3.4.3 单轴压缩及变形试验 |
| 3.4.4 岩石变角抗剪试验 |
| 3.4.5 波速试验 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 不同围压和不同循环冲击荷载条件下花岗岩的损伤机理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 围压条件下的循环冲击试验研究 |
| 4.2.1 试验原理 |
| 4.2.2 样本采集和试件制备 |
| 4.2.3 试验设备 |
| 4.2.4 波形的选择和修正 |
| 4.2.5 试验过程 |
| 4.3 试验结果及分析 |
| 4.4 动态力学性质 |
| 4.4.1 应力-应变曲线特征 |
| 4.4.2 应力-应变演化 |
| 4.4.3 峰值应力演化 |
| 4.4.4 应变率演化 |
| 4.4.5 弹性模量演化 |
| 4.5 循环冲击过程中的能量演化 |
| 4.6 能量的吸收与应变率的关系 |
| 4.6.1 能量吸收率随应变率演化的过程 |
| 4.6.2 能量吸收的应变率效应 |
| 4.7 循环冲击中吸收能的演化 |
| 4.7.1 吸收能随着冲击次数的演化 |
| 4.7.2 吸收能量的累积 |
| 4.8 反射能和透射能的演化 |
| 4.8.1 透射能的演化 |
| 4.8.2 反射能的演化 |
| 4.9 本章小结 |
| 5 花岗岩循环冲击损伤中应力阈值的确定 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 考虑孔隙率的本构模型 |
| 5.3 基于能量吸收的应力阈值的确定方法 |
| 5.4 两个重要阈值的演化 |
| 5.5 循环冲击损伤类型的划分 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 基于能量耗散的循环冲击损伤演化类型及其方程建立 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 损伤变量 |
| 6.2.1 损伤变量的定义方法 |
| 6.2.2 基于能量耗散的损伤变量计算 |
| 6.3 强损伤累积型冲击的损伤变量 |
| 6.3.1 Logistc方程 |
| 6.3.2 强损伤累积型冲击损伤变量方程 |
| 6.4 弱损伤累积型冲击损伤变量方程 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 深部开采围岩的稳定性分析与采场参数优选 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 岩石力学参数折减 |
| 7.3 爆破作用损伤深度的确定和等效强度折减 |
| 7.4 模型的建立 |
| 7.5 不考虑强度弱化区的开采过程稳定性分析 |
| 7.6 不同矿房截面尺寸的开采过程稳定性分析 |
| 7.6.1 9m~*9m截面矿房开采过程稳定性分析 |
| 7.6.2 6m~*6m截面矿房开采过程稳定性分析 |
| 7.6.3 12m~*12m截面矿房开采过程稳定性分析 |
| 7.7 构筑免压拱方式下的开采稳定性分析 |
| 7.7.1 构筑54m跨度免压拱开采过程稳定性分析 |
| 7.7.2 构筑27m跨度双免压拱开采过程稳定性分析 |
| 7.8 本章小结 |
| 8 结论与创新点 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）冲击地压震源力学机制反演及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 冲击地压震源力学机制研究现状及存在的问题 |
| 1.2.1 冲击地压震源力学机制研究现状 |
| 1.2.2 冲击地压震源力学机制研究存在的问题 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 本文主要研究内容 |
| 1.3.2 本文研究技术路线 |
| 第二章 基于矩张量和DIC的岩石破裂类型判别体系 |
| 2.1 矩张量反演方法介绍 |
| 2.1.1 引言 |
| 2.1.2 矩张量理论 |
| 2.1.3 矩张量分析实现 |
| 2.1.4 矩张量计算流程及程序开发 |
| 2.1.5 基于矩张量结果的参数分析方法 |
| 2.2 数字散斑相关方法(DIC)介绍 |
| 2.2.1 数字散斑相关方法理论 |
| 2.2.2 基于数字散斑相关方法的参数分析方法 |
| 2.3 基于矩张量和DIC的岩石破裂类型判别体系框架 |
| 2.4 本章总结 |
| 第三章 基于DIC的岩石变形破裂类型及特征试验研究 |
| 3.1 试验系统 |
| 3.1.1 单轴压缩试验系统 |
| 3.1.2 三点弯曲试验系统 |
| 3.2 岩石试样制备 |
| 3.2.1 单轴压缩试验岩石试样制备 |
| 3.2.2 三点弯曲试验岩石试样制备 |
| 3.3 试验过程 |
| 3.4 试验结果 |
| 3.4.1 单轴压缩试验结果 |
| 3.4.2 三点弯曲试验结果 |
| 3.5 岩石变形破裂类型及特征研究 |
| 3.5.1 单轴压缩条件下岩石变形破裂类型及特征研究 |
| 3.5.2 三点弯曲条件下岩石变形破裂类型及特征研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 岩石破裂类型判别体系优化及验证研究 |
| 4.1 岩石破裂类型判别体系研究 |
| 4.1.1 单轴压缩条件下岩石破裂类型与矩张量计算结果对应关系 |
| 4.1.2 三点弯曲条件下岩石破裂类型与矩张量计算结果对应关系 |
| 4.1.3 岩石破裂类型判别体系总结 |
| 4.2 岩石不同破裂类型声发射参数特征研究 |
| 4.2.1 单轴压缩条件下岩石不同破裂类型声发射参数特征研究 |
| 4.2.2 三点弯曲条件下岩石不同破裂类型声发射参数特征研究 |
| 4.3 岩石破裂机制研究 |
| 4.3.1 单轴压缩条件下岩石破裂机制研究 |
| 4.3.2 三点弯曲条件下岩石破裂机制研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 冲击地压震源机制反演应用研究 |
| 5.1 工作面开采条件 |
| 5.1.1 工作面基本概况 |
| 5.1.2 煤层及顶底板 |
| 5.1.3 地质构造 |
| 5.2 微震监测方案及结果 |
| 5.3 微震事件类型分析 |
| 5.4 矿震防治措施及效果 |
| 5.4.1 矿震防治措施 |
| 5.4.2 矿震防治效果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 主要结论、创新点与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（7）含张开型裂隙脆性试样破裂机制试验与模拟研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 本文章节组成 |
| 2 文献综述与研究内容 |
| 2.1 预制裂隙类型 |
| 2.2 二维裂隙岩体研究进展 |
| 2.3 三维裂隙岩体研究进展 |
| 2.4 二维和三维裂隙岩体破坏特征对比 |
| 2.5 目前研究存在的问题 |
| 2.6 本文研究内容与技术路线 |
| 2.6.1 研究内容 |
| 2.6.2 技术路线 |
| 3 试样制备方法与试验设计 |
| 3.1 张开型裂隙试样制备方法 |
| 3.1.1 类岩石材料选取 |
| 3.1.2 体积损失法原理 |
| 3.1.3 效果验证 |
| 3.1.4 预制裂隙制备方法 |
| 3.2 室内试验设计 |
| 3.2.1 力学试验 |
| 3.2.2 表面破坏监测 |
| 3.2.3 内部破坏监测 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 单裂隙脆性试样破坏试验 |
| 4.1 单裂隙试样设计 |
| 4.2 不同裂隙倾角内置单裂隙试验 |
| 4.2.1 试验结果 |
| 4.2.2 裂隙试样力学性质 |
| 4.2.3 表面变形与破坏特征 |
| 4.2.4 内部次生破坏及AE特征 |
| 4.2.5 次生破坏类型 |
| 4.3 不同裂隙走向长度单裂隙试验 |
| 4.3.1 预制裂隙走向长度10mm |
| 4.3.2 预制裂隙走向长度30mm |
| 4.3.3 预制裂隙走向长度40mm |
| 4.3.4 预制裂隙走向长度50mm |
| 4.3.5 裂隙走向长度的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 不同隐伏程度平行双裂隙脆性试样破坏试验 |
| 5.1 双裂隙试样设计 |
| 5.2 破坏试验结果 |
| 5.2.1 组合-1:两个贯穿型预制裂隙 |
| 5.2.2 组合-2:贯穿型与内置型裂隙同时存在 |
| 5.2.3 组合—3:两个内置型预制裂隙 |
| 5.3 裂隙隐伏状态对试样物理力学参数的影响 |
| 5.4 裂隙隐伏状态对试样内外破坏结构分布的影响 |
| 5.5 特殊破坏特征对应的潜在工程风险 |
| 5.5.1 组合-2型试样破坏特征 |
| 5.5.2 组合-3型试样破坏特征 |
| 5.6 裂隙岩体的表观与真实状态对比 |
| 5.6.1 裂隙岩体的表观与真实状态 |
| 5.6.2 表面完好的试样 |
| 5.6.3 预制裂隙外露的试样 |
| 5.6.4 不同产状裂隙试样物理力学性质 |
| 5.6.5 不同产状裂隙试样破坏特征 |
| 5.6.6 裂隙岩体的合理安全强度和关键破坏位置 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 张开型裂隙围岩脆性断裂理论分析 |
| 6.1 二维裂隙尖端应力场 |
| 6.2 三维裂隙尖端应力场 |
| 6.3 内置三维裂隙顶板围岩应力场分析 |
| 6.3.1 四边固支板模型 |
| 6.3.2 板内应力场 |
| 6.3.3 矩形中心最大等效拉应力 |
| 6.4 内置三维裂隙顶板岩体破坏特征分析 |
| 6.4.1 内部次生破坏受约束的原因 |
| 6.4.2 内置裂隙顶板应力特征及次生破坏特征 |
| 6.4.3 改进的顶板破坏分布形式 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 单裂隙岩体PFC3D数值模拟 |
| 7.1 数值模型构建 |
| 7.2 内置单裂隙试样模拟结果 |
| 7.2.1 岩体强度及次生破坏起裂应力 |
| 7.2.2 次生破坏发展过程 |
| 7.2.3 表面位移及破坏特征 |
| 7.3 单裂隙试样次生破坏特征和机理分析 |
| 7.3.1 次生破裂类型与相关分析方法 |
| 7.3.2 断面#1计算结果 |
| 7.3.3 断面#2计算结果 |
| 7.3.4 断面#3计算结果 |
| 7.3.5 常规二维断面分析小结 |
| 7.4 包含第三维度颗粒信息的破裂机理分析 |
| 7.4.1 DF_Ⅲ型区域次生拉裂纹机理分析 |
| 7.4.2 预制裂隙顶板围岩次生拉裂纹机理分析 |
| 7.4.3 预制裂隙倾向边界面破坏特征与模式分析 |
| 7.4.4 预制裂隙走向边界面破坏特征与模式分析 |
| 7.5 内置张开型单裂隙工况试验-理论-模拟结果对比 |
| 7.6 本章小结 |
| 8 双裂隙岩体PFC3D数值模拟 |
| 8.1 双裂隙试样模拟结果 |
| 8.1.1 岩体强度及次生破坏起裂应力 |
| 8.1.2 次生破坏发展过程 |
| 8.1.3 表面位移及破坏特征 |
| 8.2 组合-1型裂隙试样破坏机理分析 |
| 8.3 组合-2型裂隙试样破坏机理分析 |
| 8.3.1 内置裂隙走向中心位置(断面#S1) |
| 8.3.2 内置裂隙走向25%位置(断面#S2) |
| 8.3.3 内置裂隙走向边界位置(断面#S3) |
| 8.3.4 内置裂隙走向外侧的单裂隙岩体(断面#S4) |
| 8.3.5 考虑y轴信息的组合-2型裂隙围岩破坏机理分析 |
| 8.4 组合-3型裂隙试样破坏机理分析 |
| 8.4.1 内置裂隙走向中心和25%位置(断面#A1和A2) |
| 8.4.2 内置裂隙走向12.5%位置(断面#A3) |
| 8.4.3 内置裂隙走向边界位置(断面#A4) |
| 8.4.4 内置裂隙走向外侧实心岩体(断面#A5) |
| 8.4.5 考虑y轴信息的组合-3型裂隙围岩破坏机理分析 |
| 8.5 双裂隙工况时内置裂隙厚度方向围岩破坏模式 |
| 8.5.1 内置三维裂隙倾向边界面破坏模式 |
| 8.5.2 内置三维裂隙走向边界面破坏模式 |
| 8.6 本章小结 |
| 9 结论 |
| 9.1 主要结论 |
| 9.2 创新点 |
| 9.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（8）顶板条带弱化法防治巷道冲击地压技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 冲击地压致灾机理研究现状 |
| 1.2.2 冲击地压防冲减危机制及措施研究现状 |
| 1.2.3 坚硬顶板弱化防冲技术现状 |
| 1.2.4 煤岩组合体力学行为研究现状 |
| 1.3 主要存在的问题 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 研究方法和技术路线 |
| 1.5.1 研究方法 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 2 巷道冲击地压致灾分析 |
| 2.1 力源分析 |
| 2.1.1 原岩应力 |
| 2.1.2 掘进应力 |
| 2.1.3 采动应力 |
| 2.2 巷道冲击地压致灾力学模型 |
| 2.3 应力致灾判据 |
| 2.4 能量致灾判据 |
| 2.5 小结 |
| 3 顶板条带弱化法防冲机制 |
| 3.1 适用条件 |
| 3.2 实现路径 |
| 3.3 防冲机制 |
| 3.3.1 降低能量储存 |
| 3.3.2 增加能量耗散 |
| 3.3.3 局部结构调整 |
| 3.4 小结 |
| 4 层理界面对煤岩组合体力学行为影响分析 |
| 4.1 单轴压缩条件下煤岩组合体实验 |
| 4.1.1 实验设备及设计 |
| 4.1.2 物理特征测试 |
| 4.1.3 实验结果分析 |
| 4.2 三轴压缩条件下煤岩组合体实验 |
| 4.2.1 实验设备及设计 |
| 4.2.2 实验结果分析 |
| 4.3 动载条件下煤岩组合体实验 |
| 4.3.1 实验设备及原理 |
| 4.3.2 实验设计方案 |
| 4.3.3 实验结果分析 |
| 4.4 小结 |
| 5 顶板条带弱化法防冲机制及影响因素分析 |
| 5.1 GDEM简介 |
| 5.2 顶板条带弱化法数值模拟分析 |
| 5.2.1 模型建立及模拟思路 |
| 5.2.2 模拟结果分析 |
| 5.3 顶板条带弱化法影响因素分析 |
| 5.3.1 带高 |
| 5.3.2 垂高 |
| 5.3.3 弱化程度 |
| 5.4 小结 |
| 6 顶板条带弱化法防冲实践 |
| 6.1 工程背景 |
| 6.1.1 孟村煤矿介绍 |
| 6.1.2 中央大巷概况 |
| 6.1.3 孟村煤矿冲击地压事故统计 |
| 6.1.4 孟村煤矿冲击地压诱因分析 |
| 6.2 顶板条带弱化法施工及监测布置设计 |
| 6.2.1 设备布置 |
| 6.2.2 顶板条带弱化设计 |
| 6.2.3 防冲效果监测布置 |
| 6.3 施工过程及效果分析 |
| 6.3.1 压裂压力及时长 |
| 6.3.2 基于微震的试验效果分析 |
| 6.3.3 基于地音的试验效果分析 |
| 6.4 小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（9）基于深度学习的岩石微破裂演化声发射行为特征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 深度学习在岩石力学与工程中的应用 |
| 1.2.2 岩石微破裂过程中声发射行为 |
| 1.2.3 岩石微破裂演化机制 |
| 1.3 存在的主要问题 |
| 1.4 研究方案 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 岩石微破裂过程中声发射定位算法 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 基于EEMD-SBCSS的声发射信号滤波算法 |
| 2.2.1 小波阈值滤波基本原理 |
| 2.2.2 EEMD-SCBSS滤波基本原理 |
| 2.2.3 滤波算法性能评价标准 |
| 2.2.4 数值仿真分析 |
| 2.2.5 实测数据分析 |
| 2.3 声发射信号初至到时及初至振幅自动拾取 |
| 2.3.1 STA/LTA算法 |
| 2.3.2 AR-AIC算法 |
| 2.4 基于到时时差PSO的未知波速声发射定位算法 |
| 2.4.1 基于到时时差的已知波速声发射定位算法 |
| 2.4.2 基于PSO的未知波速声发射定位算法 |
| 2.4.3 基于到时时差PSO的未知波速声发射定位算法基本原理 |
| 2.4.4 PSO算法参数选取及验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 岩石微破裂声发射震源识别 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 试验材料与方法 |
| 3.2.1 岩石试件制作 |
| 3.2.2 孔隙率及相关物理参数测量 |
| 3.2.3 试验方案 |
| 3.3 基于矩张量理论的声发射震源识别 |
| 3.3.1 矩张量理论分析岩石微破裂过程声发射震源的基本原理 |
| 3.3.2 绝对矩张量反演基本原理 |
| 3.3.3 基于矩张量反演理论判别岩石破裂类型的分类方法 |
| 3.3.4 试验结果分析 |
| 3.4 基于Res Net模型的声发射震源识别 |
| 3.4.1 二维ResNet模型的基本原理 |
| 3.4.2 ResNet模型基本框架 |
| 3.4.3 数据来源 |
| 3.4.4 数据预处理 |
| 3.4.5 ResNet模型的软硬件设备及相关参数设置 |
| 3.4.6 试验结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 ModeⅠ与Ⅱ断裂过程中微破裂演化机制及声发射行为 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 岩石断裂力学基础理论 |
| 4.3 试件材料及试验方案 |
| 4.3.1 人字形切槽巴西圆盘试件制备 |
| 4.3.2 不同含水率条件下CCNBD试件的基本物理参数 |
| 4.3.3 试验设备及方案 |
| 4.4 不同含水率条件下Mode Ⅰ与 Ⅱ断裂过程中微破裂演化特征 |
| 4.4.1 Mode Ⅰ与 Ⅱ断裂过程中力学特性 |
| 4.4.2 Mode Ⅰ和 Ⅱ断裂过程中非断裂区域的损伤演化特征 |
| 4.4.3 Mode Ⅰ断裂过程中微破裂演化机制的数值模拟分析 |
| 4.4.4 Mode Ⅰ与 Ⅱ断裂过程中断裂韧度演化特征 |
| 4.4.5 基于广义最大周向应力准则的CCNBD试件断裂韧性分析 |
| 4.5 不同含水率条件下Mode Ⅰ和 Ⅱ断裂过程中声发射行为演化特征 |
| 4.5.1 声发射信号频域信息的演化特征 |
| 4.5.2 声发射信号的RA-AF值分布特征 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 岩石微破裂时间效应的声发射行为 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 红砂岩微破裂时间效应的声发射试验 |
| 5.2.1 .试件制备与设备 |
| 5.2.2 试验方案 |
| 5.3 红砂岩微破裂时间效应的含阻尼因子蠕变声发射模型 |
| 5.4 含阻尼因子岩石蠕变声发射模型的参数反演 |
| 5.4.1 模拟退火混合粒子群算法 |
| 5.4.2 反演计算及效果分析 |
| 5.5 基于声发射行为定量识别红砂岩加速蠕变阶段 |
| 5.5.1 基于奇异值分解原理定量识别红砂岩试件的加速蠕变阶段 |
| 5.5.2 基于声发射信号波形定量识别红砂岩试件的加速蠕变阶段 |
| 5.6 微破裂演化机制与声发射行为之间关系的探讨 |
| 5.6.1 阻尼因子的物理意义探讨 |
| 5.6.2 含阻尼因子蠕变声发射模型与微破裂演化机制之间关系探讨 |
| 5.6.3 声发射时域波形特征与微破裂演化机制之间关系探讨 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 不同含水率条件下岩石的微观-宏观裂纹演化特征 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 水岩劣化作用的基本原理 |
| 6.3 不同含水率条件下岩石微破裂声发射试验 |
| 6.3.1 试验设备 |
| 6.3.2 不同含水条件下红砂岩试件的制备 |
| 6.3.3 试验方案 |
| 6.4 不同含水率条件下红砂岩微破裂过程中力学性质的演化特征 |
| 6.5 不同含水率条件下红砂岩微破裂过程中声发射行为演化特征 |
| 6.5.1 声发射能量演化特征 |
| 6.5.2 声发射时频参数特征分析 |
| 6.6 含水率对红砂岩破坏模式演化特征的影响 |
| 6.6.1 高斯混合模型基本原理 |
| 6.6.2 基于声发射行为与数值模拟的红砂岩破坏模式研究 |
| 6.7 含水率对红砂岩微破裂过程中微观-宏观裂纹演化特征的影响 |
| 6.7.1 含水率对红砂岩微破裂演化机制的影响 |
| 6.7.2 含水率对宏观裂纹演化特征的影响 |
| 6.7.3 含水率对宏观裂纹分形维数的影响 |
| 6.8 基于ResNet50模型的红砂岩微破裂演化机制研究 |
| 6.8.1 干燥状态下红砂岩微破裂演化机制 |
| 6.8.2 饱和状态下红砂岩微破裂演化机制 |
| 6.9 水对岩石微破裂演化机制影响的探讨 |
| 6.9.1 水对红砂岩力学性质影响的探讨 |
| 6.9.2 水对微观-宏观裂纹演化机制影响的探讨 |
| 6.10 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要研究结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（10）TBM穿越破碎带刀盘卡机机理与工程应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状及评述 |
| 1.2.1 TBM卡机致灾类型 |
| 1.2.2 TBM卡机理论研究 |
| 1.2.3 TBM卡机试验研究 |
| 1.2.4 TBM卡机数值研究 |
| 1.2.5 TBM卡机防控脱困技术 |
| 1.2.6 国内外研究现状评述 |
| 1.3 研究内容、创新点与技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究方法与技术路线 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第二章 TBM穿越破碎带模型试验系统研发 |
| 2.1 TBM隧道掘进模拟相似准则 |
| 2.1.1 相似准则的量纲分析法 |
| 2.1.2 机器-土体系统相似模拟理论 |
| 2.1.3 TBM-围岩系统相似理论 |
| 2.1.4 TBM-围岩系统相似模拟准则 |
| 2.2 TBM破碎带掘进模型试验系统研制 |
| 2.2.1 试验系统概述 |
| 2.2.2 TBM缩尺模型 |
| 2.2.3 围岩模拟系统 |
| 2.2.4 控制监测系统 |
| 2.3 青岛地铁TBM过破碎带刀盘卡机模型试验 |
| 2.3.1 工程背景 |
| 2.3.2 相似材料配制 |
| 2.3.3 模型试验方案 |
| 2.3.4 掘进过程模拟 |
| 2.4 TBM过破碎带刀盘卡机灾变演化规律 |
| 2.4.1 破碎带塌落拱形态分析 |
| 2.4.2 TBM刀盘扭矩变化规律 |
| 2.4.3 刀盘面板受挤压力变化规律 |
| 2.4.4 刀盘推力变化规律 |
| 2.4.5 排渣率变化规律 |
| 2.4.6 应力场变化规律 |
| 2.4.7 位移场变化规律 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 TBM过破碎带刀盘卡机机制分析 |
| 3.1 模型试验设计 |
| 3.1.1 试验方法 |
| 3.1.2 试验方案 |
| 3.2 TBM破碎带掘进适应性分析 |
| 3.2.1 刀盘转速 |
| 3.2.2 推进速度 |
| 3.2.3 隧道埋深 |
| 3.2.4 断层宽度 |
| 3.2.5 断层充填介质 |
| 3.3 TBM过破碎带刀盘卡机机制分析 |
| 3.3.1 地质与掘进参数影响规律分析 |
| 3.3.2 断层破碎带掘进TBM响应识别特征 |
| 3.3.3 刀盘卡机灾害演变规律 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 TBM过破碎带机-岩相互作用分析 |
| 4.1 TBM过破碎带数值模拟计算方法 |
| 4.1.1 硬岩地层掘进模拟方法 |
| 4.1.2 破碎带地层掘进模拟方法 |
| 4.2 数值计算模型 |
| 4.2.1 模型建立 |
| 4.2.2 TBM硬岩切削掘进动态仿真 |
| 4.3 TBM过破碎带多元信息演变规律 |
| 4.3.1 破碎带地层土拱效应分析 |
| 4.3.2 破碎带地层位移场演变规律 |
| 4.3.3 破碎带地层应力场演变规律 |
| 4.3.4 TBM负载演变规律 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 TBM过破碎带刀盘卡机力学模型 |
| 5.1 开挖面极限支护力计算 |
| 5.1.1 “连拱-截锥体”模型 |
| 5.1.2 模型参数确定 |
| 5.1.3 端承拱 |
| 5.1.4 摩擦拱 |
| 5.1.5 截锥体 |
| 5.1.6 模型验证 |
| 5.1.7 支护力影响因素分析 |
| 5.1.8 开挖扰动及坍塌土体区域预测 |
| 5.2 TBM刀盘扭矩计算 |
| 5.2.1 刀盘扭矩主控因素 |
| 5.2.2 扭矩计算模型及卡机判据 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 工程应用 |
| 6.1 工程事故灾害 |
| 6.1.1 工程概况 |
| 6.1.2 刀盘卡机致灾过程 |
| 6.1.3 刀盘卡机理论判识及致灾原因分析 |
| 6.2 断层破碎带刀盘卡机脱困注浆治理 |
| 6.2.1 断层破碎带刀盘卡机治理难点 |
| 6.2.2 断层带松动塌落界限 |
| 6.2.3 断层破碎带刀盘卡机注浆加固治理原则 |
| 6.2.4 注浆加固治理方案 |
| 6.2.5 注浆加固材料及参数控制 |
| 6.3 断层破碎带注浆加固工艺 |
| 6.3.1 前进式分段注浆工艺 |
| 6.3.2 深部定域控制注浆工艺 |
| 6.4 施工过程及效果 |
| 6.4.1 注浆加固施工过程 |
| 6.4.2 注浆过程效果检验 |
| 6.4.3 注浆加固效果检验 |
| 6.4.4 TBM脱困掘进效果 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及参与的项目 |
| 博士期间发表的论文 |
| 博士期间获得/申请的专利 |
| 博士期间参与的科研项目 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
四、卸荷状态下岩爆岩石变形破裂机制的实验岩石力学研究（论文参考文献）
- [1]国际深部地下实验室岩体原位力学响应研究综述[J]. 李邵军,谢振坤,肖亚勋,丰光亮,潘鹏志,王兆丰. 中南大学学报(自然科学版), 2021(08)
- [2]岩体力学发展的一些回顾与若干未解之百年问题[J]. 赵阳升. 岩石力学与工程学报, 2021(07)
- [3]高应力强卸荷下双江口花岗岩岩爆中间主应力效应宏细观试验研究[J]. 徐鼎平,郭广涛,夏跃林,柳秀洋,江权,李邵军,李治国. 岩土力学, 2021(09)
- [4]加载速率对丁字形裂隙岩体力学特性影响的试验研究[D]. 庞帆. 西安理工大学, 2021(01)
- [5]深部高地应力条件下采场围岩损伤机理与稳定性分析[D]. 胡楠. 北京科技大学, 2021(08)
- [6]冲击地压震源力学机制反演及应用研究[D]. 任合欢. 北方工业大学, 2021(01)
- [7]含张开型裂隙脆性试样破裂机制试验与模拟研究[D]. 赵宇松. 北京科技大学, 2021(08)
- [8]顶板条带弱化法防治巷道冲击地压技术研究[D]. 郑建伟. 煤炭科学研究总院, 2021(01)
- [9]基于深度学习的岩石微破裂演化声发射行为特征[D]. 杨道学. 江西理工大学, 2021(01)
- [10]TBM穿越破碎带刀盘卡机机理与工程应用[D]. 朱光轩. 山东大学, 2021