下载文档原格式
冲击荷载下裂隙砂岩能量耗散及分形特征研究
陈彪;赵伏军;田芯宇
【期刊名称】《中国矿山工程》
【年(卷),期】2024(53)2
【摘要】采用SHPB动力学试验台对不同裂隙倾角红砂岩试件进行冲击试验,并对岩石破碎后的质量-粒径分布进行记录以及计算分形维数,分析其冲击载荷下的破碎分形特征及能量耗散规律。
结果表明:在相同的冲击荷载作用下,随着裂隙倾角的增大,动态抗压强度增大,应变率减小,且倾角从45°增大到60°时,动态抗压强度增大最为明显;岩样中预制裂隙的存在会阻碍应力波的传递,导致反射能量增大,透射能量减小。
并且,随着倾角的增大,预制裂纹的影响会逐渐减弱,而反射能和透射能不断减小,耗散能几乎不受裂纹倾角的影响;裂隙岩体分形维数随裂隙倾角和动态抗压强度的增大而线性增大,随应变率的增大而减小。
分形维数与岩石破碎耗散能之间的关系满足幂函数关系。
【总页数】9页(P39-47)
【作者】陈彪;赵伏军;田芯宇
【作者单位】长沙矿山研究院有限责任公司;金属矿山安全技术国家重点实验室;湖南科技大学资源环境与安全工程学院;湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TD163
【相关文献】
1.冲击荷载下煤系砂岩应变率效应及能量耗散特征
2.裂隙砂岩破坏过程中的能量耗散与破碎分形特征研究
3.冲击荷载作用下混杂纤维混凝土能量耗散与破碎分形研究
4.扰动冲击下弱胶结红砂岩的能量耗散与分形特征
5.冲击荷载下裂隙类煤岩组合体能量演化与分形特征研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
岩石破坏行为的统计力学-概述说明以及解释1.引言1.1 概述引言部分的概述内容如下：岩石破坏是地质工程领域中一个重要的研究课题，旨在了解岩石受力后的破坏行为及规律。
通过统计力学的方法来分析岩石破坏过程，可以更深入地理解岩石受力后的变化和破坏机理。
本文将从统计力学的角度出发，探讨岩石破坏行为的原理、影响因素和数学建模，旨在为岩石工程实践提供理论支持和指导。
同时，本文还将总结研究成果，展望未来研究方向，为相关领域的学者和研究人员提供参考和启示。
1.2文章结构1.2 文章结构本文结构分为三个部分: 引言、正文和结论。
在引言部分，将对岩石破坏行为的统计力学进行概述，讨论文章结构和目的。
在正文部分，将详细介绍岩石破坏行为的统计力学原理，探讨其影响因素，并展示岩石破坏行为的数学建模方法。
在结论部分，将对本文所述内容进行总结与展望，探讨研究意义，并提出未来研究方向，为相关领域的研究工作提供借鉴和启示。
1.3 目的本文的目的是探讨岩石破坏行为的统计力学原理，并分析其影响因素。
通过对岩石破坏行为的数学建模，我们希望能够揭示岩石破坏的规律性，并为预测和防范岩石工程中的破坏问题提供理论依据。
通过本文的研究，我们也希望能够深入理解岩石破坏的机制，为岩石工程领域的进一步发展提供借鉴和指导。
最终，我们希望通过这篇文章的探讨，为岩石破坏行为的研究和应用提供一定的参考价值。
2.正文2.1 岩石破坏行为的统计力学原理岩石作为一种复杂的材料，其破坏行为受到许多因素的影响，包括内部结构、应力状态、温度等。
统计力学是一种能够描述大量微观粒子运动规律的物理学理论，可以用来研究岩石的破坏行为。
在岩石破坏行为的统计力学原理中，我们可以以岩石中的微观裂纹为例进行讨论。
岩石内部存在着许多微观裂纹，这些裂纹的扩展和连接会导致岩石整体的破坏。
根据统计力学的原理，我们可以将岩石中的微观裂纹看作是一个大量微观粒子的集合，通过统计这些微观裂纹的分布和运动规律，可以得到岩石整体破坏的概率和规律。
摘要摘要随着矿产资源勘探深度的增加，复杂地层与难钻地层钻遇率升高，硬岩层所占比例越来越大，现有钻探技术已不能完全满足当今钻井作业需求。
尤其是在硬岩地层的钻进中，常规钻探方法存在钻头寿命短、钻进效率低、钻探成本高的技术问题。
因此，亟须研究一种高效碎岩技术来解决这一钻进难题，从而提高钻进效率，降低钻进成本。
本文针对上述钻进难题，提出采用超声波振动辅助碎岩的方法。
超声波振动的频率较高，可以达到硬岩的固有频率，岩石在共振条件下会产生较大的振幅，此时岩石内部裂纹裂隙极易发育、扩展及贯通，造成岩石破碎难度的大幅度下降。
但是，随着岩石力学性能劣化现象的产生，其固有频率的下降规律以及其本身的固有频率范围还有待测试研究。
因此，进行超声波振动频率对硬岩破碎规律的研究很有意义，通过研究岩石的破碎规律，一方面可以估算硬岩的固有频率，另一方面可以确定岩石频率的改变规律，用以确定超声波振动频率的加载范围及加载方式，为超声波振动辅助硬岩钻进提供理论指导及技术支持。
本文的研究对象为花岗岩，以试验研究为基础，辅以理论分析及数值模拟分析的研究手段，开展超声波振动频率对硬岩破碎规律的研究。
本论文的主要研究内容及成果如下：（1）结合断裂力学理论和共振碎岩理论，从理论上分析超声波振动下岩石破碎的机理。
建立超声波振动力学模型，开展超声波振动频率对岩石破碎影响规律的分析。
研究结果表明在固有频率范围之内对岩石进行振动加载能更有利于岩石的破碎，系统的阻尼越强则对振动的抑制效果越强。
（2）采用ANSYS/WORKBENCH软件对模型进行了有限元模拟分析。
研究岩石内部裂纹参数对模型模态频率、谐响应频率、应力强度因子以及应力应变变化规律的影响。
研究发现裂纹的走向、尺寸、数量均会造成岩石颗粒模型的模态频率降低的现象，并且岩石应力、应变的峰值随着振动频率的增加呈现先增大后降低的趋势，在振动频率为35KHz时出现最大值。
（3）研制了超声波振动试验台，对花岗岩样品进行超声波振动试验，并对试验前、后的花岗岩样品进行核磁共振检测以及单轴抗压强度测试。
近距离岩体微震动与爆破振动的能量辨识邓青林;赵国彦;林春平;梁广威;牟延波【期刊名称】《中国地质灾害与防治学报》【年(卷),期】2016(0)1【摘要】针对矿山微震监测爆破事件与微震事件识别难度大的问题,选取近距离范围内的岩体微震信号与爆破信号,采用完全总体经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition,CEEMD)将原始信号分解为若干个本征模态函数(intrinsic mode function,IMF),研究了爆破信号与微震信号在不同IMF上能量分布特征.研究结果表明:爆破信号与微震信号在不同的IMF能量存在差异,爆破信号在前4阶高频IMF上能量百分比明显较大,且最大能量阶数相对微震信号较小.该特征提取实现过程简单,可为二者的辨识提供一种新方法.【总页数】5页(P153-157)【作者】邓青林;赵国彦;林春平;梁广威;牟延波【作者单位】中南大学资源与安全工程学院,湖南长沙410083;中南大学资源与安全工程学院,湖南长沙410083;中南大学资源与安全工程学院,湖南长沙410083;中南大学土木工程学院,湖南长沙410083;中铁资源集团有限公司,北京 100039【正文语种】中文【中图分类】TD76【相关文献】1.岩体的动力特性及震动波在岩体中的传播 [J], 杨桂桐2.爆破震动瞬时能量与岩体相对位移响应的关联性研究 [J], 孙新建;曾亚平;苏振妍3.基于小波包能量谱爆炸参量对爆破振动信号能量分布的影响 [J], 中国生;敖丽萍;赵奎4.基于小波理论的井下深孔爆破振动信号辨识与能量衰减规律分析 [J], 蒋复量;周科平;邓红卫;潘东;刘高;李魁5.Br 39 题名单段爆破振动信号频带能量分布特征的小波包分析中文关键词爆破振动能量分布小波包分析非平稳信号单段爆破Brüel＆Kj r3641型直升机引擎振动检测系统 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
静动态加载下岩石结构破坏时的能量分析黎立云;鞠杨;赵占文;王利;卢菁芳;马旭【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2009(034)006【摘要】设计了岩石孔洞结构试件,对其分别进行静态加载和动态冲击实验,对试件的破坏模式进行理论上的预估计,观察了破坏现象的差异.分别实测了结构的输入能与储存的可释放应变能,利用表面能的概念分析并计算了破坏过程中的耗散能;通过能量守恒原理对破碎后岩石颗粒的飞溅速度进行了初步估计,理论估计值与实验中通过高速摄像机所捕捉到的速度值基本吻合.【总页数】4页(P737-740)【作者】黎立云;鞠杨;赵占文;王利;卢菁芳;马旭【作者单位】中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京,100083;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京,100083;中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京,100083;中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京,100083;中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京,100083;中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京,100083;中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京,100083【正文语种】中文【中图分类】TU458【相关文献】1.碳纤维静、动态加载下拉伸力学性能的试验研究 [J], 周元鑫;江大志;夏源明2.聚氨酯弹性体静动态加载条件下力学性能的研究 [J], 刘高冲;金涛;陈圣家;肖革胜;苏步云;树学峰;3.循环加卸载下岩石变形破坏的损伤、能量分析 [J], 张向阳;成建;康永红;吴东;武尚荣4.流-固-土多项耦合六自由度单、双向静动态加载仪研发与应用 [J], 张其一5.静-动态加载条件下岩石断裂特性及断口形貌特征研究 [J], 满轲;刘晓丽;宋志飞;宋小软;程海丽;郭占峰;柳宗旭;于云鹤因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
超声波振动频率对岩石破碎规律的影响
刘莉莎;李坤;张红红
【期刊名称】《长春工程学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2017(018)004
【摘要】超声波振动碎岩是一种新型碎岩技术,它在提高硬岩破碎效率上具有很大的优势和潜力.通过超声波换能器直接对岩石加载超声波振动,在宏观上借助万能试验机观察岩石抗压强度的变化情况,并通过核磁共振扫描仪细观上观察孔隙度的变化情况.采用宏、细观结合的方式,探究岩石在不同频率的超声波振动下的破碎规律.通过研究发现:岩石孔隙度与抗压强度呈反比关系.在振动频率为35 kHz时,岩石抗压强度降低最大,幅度41.67%.
【总页数】4页(P81-83,98)
【作者】刘莉莎;李坤;张红红
【作者单位】长春工程学院勘查与测绘学院,长春130021;山东正元建设工程有限责任公司,济南250100;山东省地矿工程集团有限公司,济南250200
【正文语种】中文
【中图分类】TD315
【相关文献】
1.分离型超声波振动车削抑制颤振的实验规律研究 [J], 于劲;刘乃庆;王立江
2.杆件缺失位置对点阵夹芯结构固有频率的影响规律 [J], 张凯;陈建恩
3.裂纹损伤对典型船体结构振动频率的影响规律研究 [J], 牟金磊;张仲良;王健;彭
飞;闵少松
4.脉冲偏压频率对TiSiN/TiAlN纳米多层膜结构和性能的影响规律 [J], 魏永强;游业豪;蒋志强
5.叶片梯度角对压气机叶轮固有频率的影响规律 [J], 李颂;杨新乐;李惟慷;唐美玲因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
地表垂直爆破震动速度的数值计算
刘红岩;王新生
【期刊名称】《爆炸与冲击》
【年(卷),期】2008(028)003
【摘要】针对爆破震动速度计算中存在的问题,提出了分两步计算的方法,即先计算爆炸近区由炸药爆炸引起的冲击压力,再计算远端震动区的质点震动速度.并对动力学计算中的阻尼问题进行了初步讨论.利用本文提出的方法对岩粉、水和空气三种不同间隔装药结构下的不同质点处的震动速度进行了计算,计算结果与实测结果吻合较好.岩粉间隔装药条件下的计算地表垂直震动速度最大,水间隔装药次之,空气间隔装药最小.
【总页数】6页(P265-270)
【作者】刘红岩;王新生
【作者单位】中国地质大学(北京)工程技术学院,北京,100083;河南理工大学土木工程学院,河南,焦作,454000
【正文语种】中文
【中图分类】O383.1
【相关文献】
1.关于爆破震动速度和加速度等效性问题的讨论 [J], 卢文波;赖世骧;舒大强;朱传云
2.爆破震动作用下新浇基础混凝土的安全震动速度研究 [J], 卢文波;陈明
3.爆破震动作用下新浇基础混凝土的安全震动速度研究 [J], 卢文波;陈明
4.间隔装药爆炸地表垂直震动速度的数值计算 [J], 刘红岩;吕淑然;秦四清
5.爆破震动速度微分与实测加速度的差异分析 [J], 赵全军;杨力
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
用微震记录监测冲击地压前的应力变化
刘万琴;鲁振华
【期刊名称】《中国地震》
【年(卷),期】1991(007)003
【摘要】1988年10—11月间门头沟矿井下的慢速磁带记录系统共记到100多个事件,其中M_L=2.9的冲击地压为最大。
通过地震记录图分析,我们发现这个冲击地压发生时和发生前十几小时,波通过震源区传播,波形发生畸变,S波波速增加、S波到时偏离正常情况。
据非线性波动理论,我们认为这些现象是波通过非线性固体介质的直接效应。
这些观测事实将为用微震记录监测冲击地压前的应力变化提供有力的理论依据。
矿山冲击地压和地震都是地壳内部岩体的不稳定性问题。
它们有着以连续介质力学规律为基础的共同物理学本质。
因此本文的结果不仅对矿山冲击地压的预报甚至对地震预报都是有意义的。
【总页数】8页(P80-87)
【作者】刘万琴;鲁振华
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TD324
【相关文献】
1.高构造应力下冲击地压微震时空特征与前兆 [J], 向鹏;苏晓波;纪洪广;蒋华;裴峰
2.断层活化的地应力判别准则及诱发冲击地压的典型微震特征 [J], 夏永学;王金华;
毛德兵
3.SOS微震监测系统在深部高应力冲击地压工作面的研究应用 [J], 魏志国
4.微震监测系统在冲击地压监测中的应用 [J], 曹允钦;孙延新;张作武
5.冲击地压微震能量监测预警技术研究与探讨 [J], 杨增强;李丰硕;任长乐
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
