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內(nèi)容簡介

　　本書針對(duì)工程巖體狀態(tài)演化及預(yù)測，分析了巖石系統(tǒng)狀態(tài)與熵變關(guān)系，建立了熵的計(jì)算方法及突變判據(jù)。運(yùn)用巖石破裂過程分析（RFPA）分別對(duì)不同均質(zhì)度下的巷道圍巖損傷進(jìn)行了數(shù)值模擬，基于垂直臨空面方向的位移，揭示了巖爆演化進(jìn)程及位移前兆；研究了裂隙巖體損傷破裂演化過程的超聲波特性并進(jìn)行了量化預(yù)測探討，建立了基于區(qū)間理論的石膏礦礦柱時(shí)效穩(wěn)定的非概率可靠性預(yù)測模型，并將此方法應(yīng)用于工程實(shí)例，探討了部分參數(shù)對(duì)非概率可靠性指標(biāo)的敏感性，分析了圍巖劈裂裂紋擴(kuò)展及失穩(wěn)擴(kuò)展條件。結(jié)合巖爆內(nèi)因分析，開展了含卸壓孔的直墻拱形巷（隧）道花崗巖試樣雙軸壓縮試驗(yàn)，得到其卸壓孔解危效應(yīng)機(jī)理。使用離散元軟件MatDEM建立了卸壓孔劈裂模型并進(jìn)行雙軸壓縮，從破裂演化、熱量釋放及裂隙發(fā)育等方面分析不同角度卸壓孔劈裂組合的巖爆卸壓解危效果并研究其細(xì)觀機(jī)理。本書適合科研院所研究人員、礦業(yè)類大學(xué)本科生和研究生及礦山企業(yè)工程技術(shù)和管理人員參考使用。

作者簡介

　　張曉君，山東理工大學(xué)，教授，山東理工大學(xué)采礦工程專業(yè)負(fù)責(zé)人，礦業(yè)工程碩士生導(dǎo)師，中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)工程安全與防護(hù)分會(huì)理事，中國力學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)員，采礦與安全工程學(xué)報(bào)審稿專家，主持完成山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目2項(xiàng)（錨桿錨固下深部巖爆傾向巷（隧）道圍巖時(shí)空演化機(jī)理、深部高應(yīng)力圍巖卸荷破裂演化機(jī)制研究），參與國家及省部級(jí)項(xiàng)目5項(xiàng)，發(fā)表《巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)》、《巖土力學(xué)》、《采礦與安全工程學(xué)報(bào)》等相關(guān)領(lǐng)域核心期刊論文30余篇，其中EI檢索10篇，以地下工程圍巖監(jiān)測監(jiān)控為主要領(lǐng)域，授權(quán)國家發(fā)明專利10項(xiàng)，正在申請(qǐng)中的發(fā)明專利3項(xiàng)，轉(zhuǎn)讓發(fā)明專利2項(xiàng)。

圖書目錄

第1章緒論 001
1.1 研究背景 003
1.2 研究現(xiàn)狀 004
1.2.1 工程巖體狀態(tài)演化及預(yù)測 004
1.2.2 巖爆硬巖及卸壓孔破裂演化機(jī)理 005
1.2.3 硬巖巖爆孕育演化前兆監(jiān)測及預(yù)測 006

第2章基于應(yīng)力場熵的巖石系統(tǒng)狀態(tài)演化分析 009
2.1 巖石系統(tǒng)狀態(tài)與熵變 011
2.2 巖石系統(tǒng)的應(yīng)力場熵 012
2.3 算例分析 013
2.3.1 算例描述 013
2.3.2 結(jié)果與對(duì)比分析 015
小結(jié): 018

第3章工程巖體損傷演化分析 021
3.1 損傷分析 023
3.2 臨界破壞概率 026
3.3 數(shù)值試驗(yàn)與分析 026
3.4 均質(zhì)度與卸荷損傷演化過程及細(xì)觀拉應(yīng)力的關(guān)系 029
3.5 均質(zhì)度對(duì)跨尺度臨界行為的影響規(guī)律 030
小結(jié)： 036

第4章露天礦山石材開采巖爆分析 037
4.1 基于巖性的露天礦山石材巖爆分析 039
4.1.1 基于石材礦物成分的分析 039
4.1.2 基于石材力學(xué)性質(zhì)的分析 041
4.2 基于熱應(yīng)力的露天礦山石材巖爆分析 044
小結(jié)： 045

第5章基于位移的巖爆應(yīng)力松弛試驗(yàn)研究 047
5.1 側(cè)面約束情況下的單軸壓縮應(yīng)力松弛巖爆試驗(yàn) 049
5.1.1 試驗(yàn)裝置與方案 049
5.1.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析 051
5.2 基于垂直臨空面方向位移的巖爆探討 059
小結(jié)： 060

第6章基于圖像分析的直墻拱形巷道巖爆片剝?cè)囼?yàn)研究 061
6.1 試驗(yàn)裝置與方案 063
6.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析 064
小結(jié)： 075

第7章工程巖體損傷破裂演化超聲波量化預(yù)測研究 077
7.1 工程巖體試樣損傷破裂演化超聲波監(jiān)測試驗(yàn) 079
7.1.1 試驗(yàn)裝置與方案 079
7.1.2 試驗(yàn)結(jié)果與超聲波波形分析 080
7.2 工程巖體損傷破裂演化超聲波量化預(yù)測探討 084
小結(jié)： 087

第8章石膏礦礦柱時(shí)效穩(wěn)定非概率可靠性預(yù)測 089
8.1 石膏礦礦柱時(shí)效穩(wěn)定的非概率可靠性度量 091
8.2 石膏礦礦柱時(shí)效穩(wěn)定的非概率可靠性預(yù)測模型 092
8.3 實(shí)例分析 093
8.4 參數(shù)敏感性分析 095
小結(jié)： 097

第9章基于擾動(dòng)和層間作用的硬巖層爆演化及預(yù)測研究 099
9.1 基于擾動(dòng)和層間作用的硬巖層爆演化及預(yù)測研究 101
9.1.1 層爆演化及預(yù)測模型建立 101
9.1.2 層爆判據(jù) 109
9.2 實(shí)例分析 112
小結(jié)： 113

第10章巖爆劈裂壓拉比判據(jù)及裂紋擴(kuò)展分析 115
10.1 巖爆劈裂及壓拉比判據(jù) 117
10.1.1 巖爆劈裂分析 117
10.1.2 壓拉比判據(jù) 119
10.2 巖爆劈裂裂紋擴(kuò)展條件 123
10.2.1 裂紋擴(kuò)展判據(jù) 123
10.2.2 劈裂裂紋擴(kuò)展分析 125
小結(jié)： 131

第11章直墻拱形巷（隧）道巖爆卸壓孔解危效應(yīng)試驗(yàn)研究 133
11.1 試驗(yàn)裝置與方案 135
11.2 試驗(yàn)結(jié)果與卸壓孔解危效應(yīng)分析 138
11.3 巖爆卸壓孔解危效應(yīng)損傷演化探討 145
小結(jié)： 147

第12章基于 MatDEM 的巖爆卸壓孔劈裂解危效應(yīng)研究 149
12.1 離散元方法及 MatDEM 軟件 151
12.2 基于 MatDEM 的卸壓孔劈裂解危效應(yīng)數(shù)值模擬 151
12.2.1 單元接觸模型 151
12.2.2 單元接觸模型 152
12.3 數(shù)值模擬結(jié)果與分析 154
12.3.1 破裂演化 154
12.3.2 熱量釋放 158
12.4 裂隙發(fā)育及分布 161
小結(jié)： 163

參考文獻(xiàn) 164