导读:本文包含了损伤演化机制论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:爆破,瞬态卸荷,围岩损伤,数值模拟
损伤演化机制论文文献综述
陈洋[1]（2019）在《深部岩体爆破开挖卸荷损伤演化机制及其数值模拟方法》一文中研究指出高应力条件下地下隧道、洞室的岩石开挖工作面临着岩体卸荷变形与开裂损伤控制难题。钻爆开挖的爆破荷载以及因开挖而导致的新生自由面岩体应力动态卸荷(开挖动态卸荷)对岩体产生的动力扰动是地下工程灾害的重要诱因。因此探究深部岩体爆破开挖卸荷损伤演化机制是岩土与爆破工程中的重要课题。本文以深部岩体爆破开挖中岩体动力损伤为研究主线,采用理论分析、实验与数值模拟相结合的研究方法,主要完成了以下工作:基于一维波动方程,考虑等效粘性阻尼,描述了岩体动态卸荷的一维简化力学模型,依据该模型的解析结果分析了卸载波在岩体内部的传播规律,明确了当卸荷速率较高时,原本处于受压状态的岩体内部会产生反向的拉应力,并且卸荷路径、阻尼、传播距离等因素对卸载波有重要影响;依据爆破荷载与地应力动态卸荷耦合作用的简化荷载模型,分析了深部圆形隧道围岩的二次应力分布及其动态调整过程,并计算了围岩在二次应力场作用下的开裂损伤分布。开展了岩石爆破动态卸荷效应的室内实验研究,验证了理论分析结果;依据实验采集的动态应变信号,将爆破卸荷分为爆破加载、爆破荷载卸载、初始应力卸载叁个主要阶段;基于实测数据分析了爆破卸荷过程中岩体应变率及应变能的衰减规律,明确了在一定范围内,叁个阶段的应变率均在10~(-1) s~(-1)量级以上,属于高应变率。结合考虑高应力以及高应变率条件的岩石动态损伤本构模型,通过LS-DYNA的UMAT二次开发接口实现材料模型嵌入。基于新建的材料模型模拟了深部圆形隧道围岩损伤演化过程,明确了损伤深度随卸荷持续时间增加而减小并且最终趋于准静态卸荷引起的损伤深度的规律;在非均匀应力场下,压剪损伤区主要集中在地应力较小的方向,并且在一定条件下围岩上会产生径向或者环向张拉开裂损伤区。最后,引入新兴的近场动力学(Peridynamics,PD)方法,基于自编的数值计算程序,模拟了爆破及动态卸荷引起的深部岩体裂纹扩展过程以及围岩的开裂损伤分布,为相关领域的研究工作提供了新的思路。(本文来源于《武汉科技大学》期刊2019-05-19）
孙海[2]（2019）在《承载煤岩损伤演化的红外辐射响应机制及量化表征》一文中研究指出采动影响下煤岩的损伤演化是采场岩层控制的重要研究内容之一,也是严重影响煤矿安全生产的矿井突水、冲击矿压等动力灾害研究中亟待突破的基础理论和共性问题。研究发现承载煤岩内部的损伤演化过程与其表面的红外辐射响应信息具有量化关系,但损伤演化的红外辐射响应机制及量化表征仍然是有待研究的科学问题。本文采用自行设计的承载煤岩损伤演化多参量观测系统,配合煤岩颗粒流数值模拟,研究承载煤岩宏细观损伤演化过程中的红外辐射响应特征。在此基础上,揭示承载煤岩损伤演化与红外辐射响应信息的内在联系,阐明承载煤岩损伤演化过程中的红外辐射响应机制。最后,确定红外辐射表征参量,建立承载煤岩损伤演化的红外辐射量化表征方法,构建带红外辐射数据接口的承载煤岩应力应变本构模型。论文创新性成果主要体现在:(1)建立了承载煤岩平均红外辐射温度-本底噪声校正模型为消除噪声影响,找出承载试样损伤演化过程中其表面平均红外辐射温度的变化特征,提出了带参照煤岩的承载煤岩损伤演化多参量观测实验方法,发现了承载煤岩红外辐射噪声与参照煤岩红外辐射噪声的相关关系(正线性相关系数达0.993);基于此,建立了承载煤岩平均红外辐射温度(AIRT)-本底噪声校正模型,利用参照煤岩AIRT的噪声对承载煤岩AIRT进行去噪,将承载煤岩AIRT的信噪比由0.40提高到70.69,解决了观测过程中承载煤岩AIRT失真的难题。(2)发现了承载煤岩破坏的红外辐射时空前兆及应力控制效应基于承载煤岩损伤演化过程中表面红外辐射信息的时空特性,提出了“差分红外辐射热像序列的方差(VSMIT)”新指标,确定了承载煤岩破坏前兆的时间节点,结合相应时刻的差分红外辐射热像图,得到了承载煤岩“临界破坏”和“初始破坏”的时空前兆与分布特征;发现了应力对VSMIT的控制效应具有普遍性和显着性特征,其中应力对VSMIT控制比例达89.8%,且VSMIT突变系数平均达应力突变系数的2个数量级。(3)建立了承载煤岩损伤演化的红外辐射量化表征方法发现了VSMIT与声发射损伤变量同步突变的特征,揭示了煤岩VSMIT与损伤演化的内在联系,确定了承载煤岩损伤演化加剧的红外辐射标志点;提出了“红外辐射计数”新指标,将“红外辐射突变温度”从“红外辐射温度场”中分离出来;基于“有效承载面积表征损伤变量”的思想,建立了煤岩损伤演化的红外辐射量化表征方法,构建了带红外辐射数据接口的承载煤岩应力应变本构模型,实现了由承载煤岩表面红外辐射响应信息量化表征内部损伤演化状态。该论文有图84幅,表18个,参考文献177篇。(本文来源于《中国矿业大学》期刊2019-05-01）
孙留涛[3]（2018）在《煤岩热损伤破坏机制及煤田火区演化规律数值模拟研究》一文中研究指出煤田火灾能烧毁大量煤炭资源、产生有毒害气体、破坏土壤植被、地下水,引起地表沉陷等,对人的生命健康和环境都产生极大破坏。我国是煤田火灾最严重的国家之一,涉及新疆、内蒙等中西部七个省(自治区)。煤火燃烧烘烤火区覆岩,改变其力学特性,促使覆岩原生裂隙的发育和扩展,为煤火燃烧提供漏风供氧通道,这是煤田火灾能自主燃烧和不断蔓延的最主要因素之一。为此,本文以煤岩热损伤为切入点,通过理论分析、实验室实验及数值模拟等手段,深入研究了煤岩热损伤后孔隙结构、力学特性、渗流特性的演化规律,探讨了煤岩热损伤的破坏机制和渗流特性的影响机制,建立了煤田火区热-固耦合数学模型,通过数值模拟分析了温度场、应力场、位移场的变化规律,结合煤岩破坏的判别准则,得出了烧空区塑性变形区域的影响范围。主要研究成果如下:(1)利用扫描电镜、核磁共振研究了煤体热损伤后孔隙结构特征及演化规律,采用分形理论对热损伤煤体的孔隙结构进行了定量表征。结果表明,高温热处理对煤体有开孔、疏孔效应,孔隙间的连通性随热处理温度的升高而增强,并伴随裂隙的发育和扩展,300℃高温处理后煤体裂隙数量、深度以及长度均有明显增加。煤样孔隙随热处理温度的升高不断发育,煤中小孔和中孔逐渐减少,大孔逐渐增多,孔隙率增大,且在200℃~300℃温度范围内煤样孔隙结构变化较大。孔隙分形维数D_(mNMR)、D_(MNMR)及D_(NMR)随热处理温度的升高呈现不同程度的下降,微小孔隙分形维数D_(mNMR)变化幅度大于大中孔隙分形维数D_(MNMR),说明高温作用对微小孔隙的影响程度大于大中孔隙。(2)实验研究了热损伤煤体宏观结构的发育特征及其典型煤岩试样力学特性和力学参数随温度的变化规律,理论分析了热损伤对煤体破坏特性的影响机制。结果表明,高温热处理引起煤体颗粒热膨胀,致使煤体产生致裂效应,裂纹大多以相互垂直的形式分布和贯通,裂隙发育沿层理方向比垂直层理方向的扩展速度快,沿层理方向扩展的裂纹与周边裂纹衔接连通,形成煤体裂隙发育的主裂隙。高温处理后煤岩试样的单轴抗压强度随温度的升高先缓慢下降后急剧下降,抗拉强度随热处理温度的升高呈下降趋势。高温处理后煤体全应力-应变曲线整体可以分为压密阶段、线弹性阶段、裂纹演化阶段和破坏阶段,300℃高温处理后,煤体强度急剧降低,峰值应力下降明显;砂岩试样的应力-应变曲线可分为压密、弹性变形、稳定破裂发展及非稳定破坏4个阶段,400℃~500℃之间存在明显温度阈值,力学性质急剧降低。煤岩试样的弹性模量均随温度的升高呈下降趋势,煤的泊松比呈先平缓上升后缓慢下降,而砂岩的泊松比随温度的升高呈下降趋势。(3)采用叁轴渗流实验装置,开展了热损伤煤体在不同孔隙压力、围压和轴压条件下的渗流实验,分析了热损伤煤体渗流特性随气体压力、围压、轴压的变化规律,探讨了热损伤对煤体渗流特性的影响机制。结果表明,相同应力条件下,不同温度处理后煤样的渗透率均随气体压力的升高呈减小的趋势,气体压力小于0.6MPa时,渗透率减小趋势显着,气体压力大于0.6MPa时,渗透率减小趋势平缓;轴压和孔隙压力恒定条件下,不同温度处理后煤样的渗透率均随围压的增大而减小,且在围压初始加载阶段,渗透率降低幅度较大;围压和孔隙压力恒定条件下,不同温度处理后煤样的渗透率均随轴压的增加而减少;高温热处理对煤体的渗透率有较大的影响,渗透率的大小与煤体受热损伤的程度呈正相关的关系,XG煤样和DL煤样的渗透率均随热处理温度的升高呈上升趋势;从煤体的脱水、氧化热解和热应力效应,阐释了热损伤对煤体渗流特性的影响机制。(4)建立了煤田火区条件下围岩热-固耦合数学模型,采用COMSOL数值模拟软件分析了火区围岩热-固耦合作用下温度场、应力场、位移场的分布特征及动态变化规律,结合煤岩破坏准则得出了煤火烧空区塑性变形区域。结果表明,升温阶段(0~60d)燃烧面的800K以上高温区域主要集中在煤层靠近燃烧面的圆弧形区域以及直接顶和直接底靠近燃烧面约0.25m的区域,此时燃烧面附近区域向下的垂直应力逐渐升高,最大水平应力增加了约1.5e~6Pa,直接顶、老顶内垂直位移先增大后减小,直接顶内水平位移主要在火区边界煤壁附近,位移移动方向为正;燃烧阶段(61d~240d)800K以上高温区域范围基本不变,燃烧面附近区域垂直应力变化不大,燃烧面与直接底接触点水平应力达到2.1e~6Pa以上,燃烧面上最大水平位移可达3.8mm;降温阶段(241d以后)原燃烧面温度10d内由1273.15K下降至900K以下,燃烧结束6个月后,温度中心转移至直接底,且温度下降到480K以下,此时燃烧面附近区域垂直应力出现小幅度减小,燃烧面与直接底接触点水平应力达到2.6e~6Pa以上,最大水平位移点转移至直接顶断裂处,燃烧面从上至下,水平位移逐渐降低且在下部出现负值。煤火烧空区顶板岩层塑性区主要分布在煤层顶板范围内,并随着煤火燃烧时间的增加,塑性区范围逐渐增大。燃烧360d左右,纵截面上塑性区呈半圆形,且范围达到最大,横截面上塑性区出现在整个燃空区的上部,塑性区中间部分可达老顶,出现了整个过程的最大塑性区范围。(本文来源于《中国矿业大学》期刊2018-12-01）
郭洪岩,刘全喜[4]（2018）在《重复激光脉冲对熔石英损伤的演化机制》一文中研究指出采用重复频率为10 Hz,波长为1064 nm的纳秒激光脉冲辐照熔石英元件,通过改变激光作用脉冲数,研究了不同脉冲累积效应对样品损伤形貌的影响。研究发现熔石英样品损伤主要来自于等离子冲击波作用,且损伤后,样品带隙会发生明显降低。对比激光作用样品内部和表面形貌,发现激光作用样品内部时,内部约束层使等离子冲击作用时间加长。通过对比损伤形貌的差异,可以将损伤形貌由内到外分为断裂融化区、断裂区、融化区叁个部分,并通过冲击波压强变化,对各损伤区形貌成因进行了解释。(本文来源于《激光与红外》期刊2018年08期）
王桂林,张亮,许明,梁再勇,冉龙宝[5]（2019）在《单轴压缩下非贯通节理岩体损伤破坏能量演化机制研究》一文中研究指出能量的积聚与释放伴随发生在节理岩体受荷变形全过程。为探寻加载过程中节理岩体能量演化规律,基于单轴压缩试验及岩石能量原理,研究非贯通节理岩体变形破坏过程中总能量U、弹性应变能U~e及耗散能U~d的转化特征,揭示节理岩体损伤破坏能量演化机制,建立了基于弹性能耗比变化率(dK/dε)的非贯通节理岩体裂缝扩展及强度失效准则。研究表明:节理存在对岩体中能量的存储具有明显的削弱作用,峰值点总能量与弹性应变能随节理数量的增加逐渐减小;节理岩体的弹性应变能U~e及耗散能U~d变化曲线存在"阶梯状"突减或突增,双节理岩样弹性应变能和耗散能突增或突减的数值明显小于单节理岩样;峰前与峰后阶段弹性能耗比变化率发生连续突变(dK/dε正负交替变换)与突变(dK/dε保持为正无穷)作为节理岩体裂缝扩展及强度失效判据。(本文来源于《岩土工程学报》期刊2019年04期）
陈子全,何川,董唯杰,马杲宇,潘旭勇[6]（2018）在《北疆侏罗系与白垩系泥质砂岩物理力学特性对比分析及其能量损伤演化机制研究》一文中研究指出特殊的地理、气候条件及工程地质的复杂性决定了在北疆地区软岩地层中修建引水隧洞的设计施工难度较大。隧洞成拱效应与围岩自稳能力差,围岩渗透性强,遇水软化特性显着,极易产生软岩大变形甚至坍塌失稳灾害。为进一步研究北疆地区侏罗系与白垩系泥质砂岩的物理力学性质、遇水软化特性与能量损伤演化机制,开展了二者的单轴压缩、常规叁轴与单轴蠕变试验。研究结果表明:两种岩石均富含黏土矿物,白垩系泥质砂岩的粒径分配更好,但其胶结程度较差,导致其强度稳定性与地层波速相对较低。低围压条件下,两者均以环向变形与体积扩容为主,但随着围压升高,其破坏模式由体积扩张过渡到体积压缩类型。高围压加载会造成岩石内部损伤,从而导致其抗压强度的降低。遇水后,两种岩石的延塑性与应变软化特性均明显增强,白垩系泥质砂岩的遇水软化特性更为显着。白垩系泥质砂岩的蠕变特性更为显着,两者的长期强度接近其单轴压缩损伤应力值。两种泥质砂岩的能量损伤演化过程均呈现S型变化规律,侏罗系泥质砂岩的能量硬化特性更为显着,白垩系泥质砂岩会更早地进入到能量硬化与能量软化阶段。(本文来源于《岩土力学》期刊2018年08期）
张互助[7]（2018）在《季冻区路基压实黏土损伤效应及能量演化机制研究》一文中研究指出我国季节性冻土的分布面积为5.137×106 km2,约占全国国土陆地面积的53.5%。随着我国“西部大开发”和“振兴东北老工业基地”战略的继续推进、“一带一路”倡议的稳步实施以及经济社会的快速发展,季冻区交通基础设施的建设规模将不断扩大,建设与运营标准将大幅提升。季冻区路基在冻融、湿度以及行车荷载的综合影响下,将因路基压实土的性能衰减而产生变形和强度变化,以致路基路面结构发生边坡滑塌、裂缝、错台和翻浆等道路病害。而季冻区路基压实土的变形破坏过程实质上是一个损伤不断累积以及能量吸收、积聚、耗散与释放的综合过程,了解和掌握路基压实土在冻融-湿度-荷载作用影响下的损伤效应和能量演化机制,对于分析季冻区路基压实土性能演化规律以及指导路基工程实践和灾变防治具有重要意义。同时,由于土体性质的复杂性以及其他因素的影响,不同地区、不同类型的土体往往表现出不同的工程性质,有些方面的研究成果尚未达成一致结论,开展不同地区、不同类型土体的相关研究很有必要。本文依托国家自然科学基金项目“冻融循环后路基材料力学特性的静动参数转换理论及试验研究”,鉴于黏质土分布的广泛性以及在路基工程中应用的普遍性,以取自京哈高速公路四平至长春段改扩建工程建设项目CP05合同段取土场的低液限黏土作为研究对象,针对季冻区路基工程工作特点,在通过室内冻融循环试验和叁轴压缩试验对其力学性质演变规律分析的基础上,利用连续介质损伤力学和应变等价原理建构冻融-湿度-荷载耦合作用下的损伤本构模型,探讨基于弹性波动理论和超声波无损检测技术的土体损伤检测与评价方法,并分析变形破坏过程中的能量特征。本文开展的具体研究工作如下:(1)基于室内试验研究分析了季冻区路基压实黏土的力学性质演化规律。首先在对路基用土进行基本性质试验测试的基础上,成型试验试件并进行冻融循环试验;然后通过叁轴压缩试验研究了路基压实黏土的应力-应变关系以及弹性模量、抗剪强度参数和破坏强度等力学性质参数在冻融、湿度与围压影响下的变化规律,得到了应力-应变关系以及弹性模量、抗剪强度指标和破坏强度等力学性质参数与冻融循环次数、湿度、围压的关系;接着利用方差分析探讨了冻融循环次数、湿度和围压及其因素间的交互作用对路基压实黏土力学性质参数指标影响的显着性大小,得到了弹性模量、抗剪强度指标以及破坏强度等力学性质参数影响因素的显着性程度和排序。(2)建立了冻融-湿度-荷载耦合作用下路基压实黏土的损伤变量方程以及损伤本构模型,探讨了季冻区路基压实黏土的损伤演化特性。首先鉴于路基压实黏土材料的非均质性以及损伤扩展的随机性,假定土体微元破坏服从Weibull分布和Mohr-Coulomb准则,借助连续介质损伤力学理论,结合应变等价原理和广义胡克定律构建了叁轴压缩下路基压实黏土的损伤本构模型,并根据路基压实黏土在叁轴压缩条件下的应力-应变特征提出了损伤模型参数的确定方法;接着利用推广后的应变等价原理对路基压实黏土损伤的冻融-湿度-荷载耦合作用进行分析,提出了一种可综合考虑冻融循环、湿度与荷载效应的损伤变量演化方程,并将其嵌入叁轴压缩条件下路基压实黏土的损伤本构模型,从而建立了可考虑冻融-湿度-荷载耦合作用的路基压实黏土损伤本构模型;最后引用路基压实黏土的力学性质参数试验结果验证了损伤本构模型的合理性,并探讨了其损伤扩展特性,得到了路基压实黏土损伤随应变、冻融、湿度以及围压的扩展规律。(3)研究提出了基于超声波技术的土体损伤检测与评价方法,并利用该方法分析了季冻区路基压实黏土的损伤特性。首先以弹性波动理论为基础,综合考虑冻融循环以及湿度变化对路基压实黏土的影响,经过严密的理论推导得出了包含纵波波速、含水率和几何变形参数等3个变量的损伤变量计算表达式,并以此为基础提出了基于超声波技术的季冻区路基压实黏土损伤检测与评价方法;然后对经历冻融循环与湿度变化影响的路基压实黏土进行几何变形与超声波纵波波速测试,利用本文提出的损伤检测与评价方法分析了路基压实黏土的损伤特性,得到了季冻区路基压实黏土在冻融循环与湿度作用影响下的损伤演化特征;接着分别利用基于弹性模量和极限强度定义的损伤评价指标验证了本文所提出的损伤检测与评价方法的可行性和可靠性;最后基于损伤检测与评价数据,建立了考虑冻融与湿度影响的损伤变量预测模型,验证表明拟合效果理想,能够较为准确地反映压实黏土在外界环境因素影响下的损伤演化特征,可为缺乏相关资料的季冻区路基工程损伤预测与评价提供依据与参考。(4)针对季冻区路基压实黏土变形破坏过程中的能量演化行为,基于理论分析和叁轴压缩试验数据计算分析了季冻区路基压实黏土变形破坏过程中的能量演化规律以及破坏应变能特征。首先在对路基压实黏土变形破坏过程中能量种类以及能量转化作用分析的基础上,通过数学物理分析方法推导得出了叁轴压缩条件下的能量计算公式,并提出了应变能转化率与破坏应变能指标及其相应的确定方法和标准;然后利用路基压实黏土的叁轴压缩试验数据计算分析了其应变能、应变能转化率随偏应力及轴向应变的演化规律,并分析了与冻融循环、湿度以及围压的关系,得到了冻融循环、湿度以及围压对路基压实黏土能量演化特征的影响规律;最后分析了季冻区路基压实黏土破坏应变能的演化特征及其影响因素的显着性大小,得到了冻融循环、湿度与围压对路基压实黏土破坏应变能的影响规律以及影响显着性大小和排序。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-06-01）
龚宇泽[8]（2018）在《脊髓损伤病理演化及其弱激光治疗机制的光谱病理学研究》一文中研究指出显微共聚焦拉曼光谱成像技术(Confocal Raman Microscopy Imaging,CRMI)是一种谱图结合的检测分析方法,具有较高空间分辨率和灵敏度,并且无需对样品进行提前制备和处理。通过对光谱以及图像的分析可以得到样品生化组分与空间分布信息,因而在生物、医学、考古等领域具有重要应用价值。在实验工作中,通过CRMI分析了正常脊髓的生化结构,描述了脊髓损伤(Spinal Cord Injury,SCI)的病理变化特征,同时还对弱激光治疗(Low-level Laser Therapy,LLLT)脊髓损伤的机制进行了探究。本文首先对脊髓的生理特征和造成脊髓损伤的原因进行了阐述,并简要说明了拉曼光谱和CRMI的原理以及后期用到的数据处理方法。而在实验中,为了评估CRMI在脊髓组织病理方面的应用能力,首先使用人体正常脊髓切片来进行光谱的采集和扫描,获得了灰质腹角位置附近的灰白质光谱以及不同成分的二维分布图像,揭示了灰质与白质的组分差异,并与已有的脊髓组织学结论相符合。在验证了CRMI的可行性与可靠性之后,为了后期研究大鼠的脊髓损伤模型,首先需要对正常大鼠脊髓组织的生化特征进行测量和分析。实验在进行单光谱测量和拉曼图像重构的同时还结合了多变量分析方法(如K均值聚类分析)对组织结构进行分类和可视化处理,并结合生化成分的分布模式以及组织形态学基础对脊髓的生理特征进行分析和讨论,确立了正常大鼠脊髓组织的特征光谱与分子组成间的准确联系。在大鼠SCI和LLLT机制的研究工作中,通过CRMI对大鼠损伤脊髓组织切片的测量,识别了组织中损伤旁区、胶质瘢痕、空洞和未受损的白质区域,并发现了髓鞘脱失和硫酸软骨素(Chondroitin Sulfate Proteoglycans,CSPGs)聚集等病理学现象。同时辅以多变量和统计学分析方法,对脊髓损伤和治疗过程中的CSPGs、脂质和磷脂酸等物质的变化进行了详细的描述,从而证实了光与组织相互作用可以抑制CSPGs的表达,促进轴突萌芽和再生,进而降低空洞和胶质瘢痕面积的病理学变化特征。我们的研究工作在利用CRMI实现了脊髓损伤区病理变化分析的前提条件下,进一步阐述了弱激光作用于脊髓损伤的病理学机制,为后期临床研究工作提供了理论依据和技术支持。(本文来源于《西北大学》期刊2018-06-01）
章诚[9]（2018）在《深埋隧洞连续爆破开挖围岩损伤演化机制》一文中研究指出深部岩体爆破开挖是高地应力和炸药爆炸产生的动应力共同作用的结果。伴随着炸药的爆破进行,在岩体开始破碎并形成新的临空开挖面的同时开挖面上的岩体地应力也进行剧烈释放,这一过程即为地应力瞬态卸荷的力学过程。深埋隧洞爆破开挖过程中,开挖掌子面循环向前推进,在每一个开挖循环进尺内又多采用毫秒延迟爆破全断面开挖的起爆顺序,各圈炮孔由里向外依次起爆逐层爆除断面上的岩体,其间存在爆破荷载和地应力重分布反复扰动的问题。准确把握高地应力条件下隧洞全断面多次毫秒延迟爆破开挖以及开挖掌子面连续循环推进过程中在爆破荷载、地应力瞬态卸荷及爆破荷载与地应力瞬态卸荷耦合作用下,围岩损伤的时空动态孕育机制及演化规律,是深埋隧洞施工期围岩稳定性评价与变形控制的基础。本文基于已有的研究成果系统介绍了柱状装药炮孔炸药起爆后洞壁压力变化历程及开挖面上地应力瞬态卸荷的起始持续时间。确定了本文中地应力瞬态卸荷的作用方式,以及爆破荷载、地应力瞬态卸荷及二者耦合作用的数值模拟方法。以锦屏地下实验室实验洞爆破开挖为工程背景,采用理论分析、数值计算和工程验证相结合的方法,分别研究在爆炸荷载、地应力瞬态卸荷及二者耦合作用下的深埋隧洞连续爆破开挖推进过程中的围岩损伤的孕育机制及演化规律。取得的研究成果主要如下:以锦屏地下实验室为工程背景,采用动力有限元数值计算研究了爆炸荷载、地应力瞬态卸荷及二者耦合作用下深埋隧洞在连续爆破推进过程中围岩应力场的动态时空变化规律及影响性分析。围岩损伤的孕育机制及演化规律是爆破荷载、地应力瞬态卸荷及其附加动应力和地应力重分布耦合作用的结果,爆破荷载在炮孔附近围岩激发了较大的张拉应力,围岩表现为爆破张拉损伤;开挖面上的地应力瞬态卸荷只在开挖面附近岩体中激发了较大的动应力。爆破荷载与地应力瞬态卸荷耦合作用下,最外圈崩落孔在围岩中激发的动态应力最大,对围岩最危险。在连续推进过程中,已开挖段围岩应力先增大后减小,两个循环进尺之后趋于稳定。高地应力对爆破荷载具有一定的抑制作用,开挖面上地应力瞬态卸荷对围岩损伤范围相较于准静态卸荷有着较大的增长,对围岩损伤具有不可忽略的作用。爆破荷载与瞬态卸荷耦合作用下围岩损伤范围最大,爆破荷载是围岩张拉损伤区形成的主要原因,高地应力重分布是造成围岩损伤的主要原因,除地应力重分布作用之外,爆破荷载与地应力瞬态卸荷耦合作用对围岩损伤也具有重要影响。在一个开挖进尺过程中全断面循环爆破开挖对围岩具有明显的累积损伤效应,在连续爆破开挖推进过程中,两个开挖进尺之后围岩损伤范围基本趋于稳定不再随掌子面推进而改变。现场测试数据计算分析结果证明了本文理论分析和数值计算的可靠性。(本文来源于《南昌大学》期刊2018-05-31）
张民波,雷克江,吝曼卿,赵洋,王龙康[10]（2018）在《加轴压卸围压下含瓦斯煤岩损伤变形的能量演化机制》一文中研究指出采动影响下含瓦斯煤岩的损伤变形是一个极其复杂的非线性过程,单纯依靠传统经典弹塑性力学无法准确分析其破坏机理。针对此情况,通过试验研究了不同初始围压条件下含瓦斯煤岩的损伤变形特征,并分析了损伤变形与能量演化规律之间的内在联系。研究表明:初始围压越高,煤样破坏时强度越大,脆性破坏特征越明显,瓦斯流量急剧增加幅度越大,煤样破坏时积累的总能量和弹性应变能越多,且初始围压与弹性能之间满足对数函数关系。采用累积耗散能定义了煤岩损伤变量,并分析了不同阶段损伤与渗透率之间的演化关系。(本文来源于《中国安全生产科学技术》期刊2018年04期）
损伤演化机制论文开题报告
（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：
采动影响下煤岩的损伤演化是采场岩层控制的重要研究内容之一,也是严重影响煤矿安全生产的矿井突水、冲击矿压等动力灾害研究中亟待突破的基础理论和共性问题。研究发现承载煤岩内部的损伤演化过程与其表面的红外辐射响应信息具有量化关系,但损伤演化的红外辐射响应机制及量化表征仍然是有待研究的科学问题。本文采用自行设计的承载煤岩损伤演化多参量观测系统,配合煤岩颗粒流数值模拟,研究承载煤岩宏细观损伤演化过程中的红外辐射响应特征。在此基础上,揭示承载煤岩损伤演化与红外辐射响应信息的内在联系,阐明承载煤岩损伤演化过程中的红外辐射响应机制。最后,确定红外辐射表征参量,建立承载煤岩损伤演化的红外辐射量化表征方法,构建带红外辐射数据接口的承载煤岩应力应变本构模型。论文创新性成果主要体现在:(1)建立了承载煤岩平均红外辐射温度-本底噪声校正模型为消除噪声影响,找出承载试样损伤演化过程中其表面平均红外辐射温度的变化特征,提出了带参照煤岩的承载煤岩损伤演化多参量观测实验方法,发现了承载煤岩红外辐射噪声与参照煤岩红外辐射噪声的相关关系(正线性相关系数达0.993);基于此,建立了承载煤岩平均红外辐射温度(AIRT)-本底噪声校正模型,利用参照煤岩AIRT的噪声对承载煤岩AIRT进行去噪,将承载煤岩AIRT的信噪比由0.40提高到70.69,解决了观测过程中承载煤岩AIRT失真的难题。(2)发现了承载煤岩破坏的红外辐射时空前兆及应力控制效应基于承载煤岩损伤演化过程中表面红外辐射信息的时空特性,提出了“差分红外辐射热像序列的方差(VSMIT)”新指标,确定了承载煤岩破坏前兆的时间节点,结合相应时刻的差分红外辐射热像图,得到了承载煤岩“临界破坏”和“初始破坏”的时空前兆与分布特征;发现了应力对VSMIT的控制效应具有普遍性和显着性特征,其中应力对VSMIT控制比例达89.8%,且VSMIT突变系数平均达应力突变系数的2个数量级。(3)建立了承载煤岩损伤演化的红外辐射量化表征方法发现了VSMIT与声发射损伤变量同步突变的特征,揭示了煤岩VSMIT与损伤演化的内在联系,确定了承载煤岩损伤演化加剧的红外辐射标志点;提出了“红外辐射计数”新指标,将“红外辐射突变温度”从“红外辐射温度场”中分离出来;基于“有效承载面积表征损伤变量”的思想,建立了煤岩损伤演化的红外辐射量化表征方法,构建了带红外辐射数据接口的承载煤岩应力应变本构模型,实现了由承载煤岩表面红外辐射响应信息量化表征内部损伤演化状态。该论文有图84幅,表18个,参考文献177篇。
（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。
损伤演化机制论文参考文献
[1].陈洋.深部岩体爆破开挖卸荷损伤演化机制及其数值模拟方法[D].武汉科技大学.2019
[2].孙海.承载煤岩损伤演化的红外辐射响应机制及量化表征[D].中国矿业大学.2019
[3].孙留涛.煤岩热损伤破坏机制及煤田火区演化规律数值模拟研究[D].中国矿业大学.2018
[4].郭洪岩,刘全喜.重复激光脉冲对熔石英损伤的演化机制[J].激光与红外.2018
[5].王桂林,张亮,许明,梁再勇,冉龙宝.单轴压缩下非贯通节理岩体损伤破坏能量演化机制研究[J].岩土工程学报.2019
[6].陈子全,何川,董唯杰,马杲宇,潘旭勇.北疆侏罗系与白垩系泥质砂岩物理力学特性对比分析及其能量损伤演化机制研究[J].岩土力学.2018
[7].张互助.季冻区路基压实黏土损伤效应及能量演化机制研究[D].吉林大学.2018
[8].龚宇泽.脊髓损伤病理演化及其弱激光治疗机制的光谱病理学研究[D].西北大学.2018
[9].章诚.深埋隧洞连续爆破开挖围岩损伤演化机制[D].南昌大学.2018
[10].张民波,雷克江,吝曼卿,赵洋,王龙康.加轴压卸围压下含瓦斯煤岩损伤变形的能量演化机制[J].中国安全生产科学技术.2018