高地應(yīng)力硬巖誘導(dǎo)卸荷與多截齒協(xié)同破巖機(jī)理

1 緒論

1．1 研究背景及意義

1．2 研究現(xiàn)狀及不足

1．3 研究內(nèi)容及方法

1．4 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

2 高地應(yīng)力巖石破碎特性分析

2．1 巖石破碎理論基礎(chǔ)研究

2．1．1 巖石力學(xué)概述

2．1．2 鉆頭破巖形式及鉆頭的選擇

2．2 高地應(yīng)力巖石的特性研究

2．2．1 巖石的強(qiáng)度特性

2．2．2 巖石的流變特性

2．2．3 巖石的脆性一延性轉(zhuǎn)化特性

2．2．4 巖石的破壞特性

2．3 鉆孔與截齒的破碎影響因素研究

2．4 本章小結(jié)

3 巖石的誘導(dǎo)卸荷規(guī)律研究

3．1 巖石數(shù)值模擬的模型研究

3．2 不同鉆孔參數(shù)對(duì)巖石卸荷效應(yīng)的影響

3．2．1 單孔模擬結(jié)果分析

3．2．2 多孔模擬結(jié)果及分析

3．3 不同地質(zhì)條件對(duì)巖石卸荷效應(yīng)的影響

3．3．1 不同地應(yīng)力對(duì)單孔鉆孔參數(shù)的影響

3．3．2 不同地應(yīng)力對(duì)多孔鉆孔參數(shù)的影響

3．4 誘導(dǎo)卸荷模型的研究

3．4．1 卸荷場分析

3．4．2 卸荷巖體力學(xué)參數(shù)反演分析

3．4．3 巖體卸荷等效模型

3．5 本章小結(jié)

4 截齒的協(xié)同破巖規(guī)律研究

4．1 不同截割參數(shù)對(duì)巖石破碎的影響

4．1．1 截割模型及截割方案確定

4．1．2 單齒不同工況下截割過程有限元分析

4．2 多截齒不同順序截割對(duì)巖石破碎的影響

4．2．1 同時(shí)截割

4．2．2 分步截割

4．3 本章小結(jié)

5 截割能效的表征研究

5．1 巖石沖擊性能評(píng)價(jià)模型研究

5．1．1 沖擊鉆頭一巖石物理模型的建立

5．1．2 有限元模型的網(wǎng)格劃分

5．1．3 鉆頭破巖仿真模型的參數(shù)設(shè)置

5．1．4 仿真結(jié)果分析

5．2 截齒截割性能評(píng)價(jià)模型研究

5．2．1 單截齒截割性能對(duì)比

5．2．2 多截齒截割性能對(duì)比

5．3 本章小結(jié)

6 誘導(dǎo)卸荷與連續(xù)截割的混雜系統(tǒng)建模研究

6．1 混雜系統(tǒng)理論綜述

6．1．1 混雜系統(tǒng)的定義

6．1．2 混雜系統(tǒng)的特點(diǎn)

6．1．3 混雜系統(tǒng)的分類

6．1．4 混雜系統(tǒng)的應(yīng)用

6．2 鉆孔截割協(xié)同破巖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

6．2．1 鉆孔系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理

6．2．2 截割系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理

6．2．3 鉆孔截割協(xié)同破巖系統(tǒng)及其混雜特性分析

6．3 鉆孔與截齒協(xié)同破巖混雜系統(tǒng)建模

6．3．1 混雜系統(tǒng)建模方法

6．3．2 建模實(shí)現(xiàn)

6．4 非線性求解研究

6．4．1 標(biāo)準(zhǔn)粒子群優(yōu)化算法

6．4．2 改進(jìn)粒子群優(yōu)化算法MPSO的非線性方程組求解

6．5 本章小結(jié)

7 結(jié)論

參考文獻(xiàn)2100433B

《高地應(yīng)力硬巖誘導(dǎo)卸荷與多截齒協(xié)同破巖機(jī)理》共分為7章：第1章緒論主要介紹巖石掘進(jìn)技術(shù)的研究進(jìn)展；第2章主要對(duì)高地應(yīng)力巖石破碎特性分析；第3章詳細(xì)分析巖石的誘導(dǎo)卸荷規(guī)律；第4章開展截齒的協(xié)同破巖規(guī)律研究：第5章和第6章分別依據(jù)第3章和第4章的研究內(nèi)容，獲得評(píng)價(jià)截割的表征方法，并利用截割能量消耗表征結(jié)果設(shè)計(jì)混雜控制系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)高效截割；在第6章的基礎(chǔ)上，得出第7章的研究結(jié)果。

以深埋工程硬巖為研究對(duì)象，通過不同高應(yīng)力狀態(tài)/路徑變化以及不同卸載強(qiáng)度和不同卸載速率下巖石的真三軸卸荷試驗(yàn)以及典型深部工程圍巖開挖變形破裂演化過程中變形、彈性波、鉆孔攝像、聲發(fā)射與微震等的綜合實(shí)時(shí)監(jiān)測，揭示其變形破壞機(jī)理及其強(qiáng)度特性；引入系統(tǒng)辨識(shí)和全局優(yōu)化的智能分析思想，研究考慮三向高應(yīng)力狀態(tài)變化、卸載速率效應(yīng)和圍巖時(shí)空弱化特征的模型結(jié)構(gòu)自組織與參數(shù)自適應(yīng)耦合識(shí)別方法，建立新型巖石強(qiáng)度準(zhǔn)則和力學(xué)模型；提出與深部開挖圍巖損傷演化相適應(yīng)的巖體力學(xué)參數(shù)多元信息智能反演方法，研究深部開挖卸荷圍巖力學(xué)參數(shù)的時(shí)空演化規(guī)律；從而建立能夠反映開挖卸荷效應(yīng)和圍巖時(shí)空劣化特征的深部圍巖穩(wěn)定性分析方法，為資源深部開采以及深部巖石工程建設(shè)提供必要的基礎(chǔ)理論和分析工具。 2100433B

本書以工程應(yīng)用為背景,以大量相關(guān)文獻(xiàn)和實(shí)踐資料為基礎(chǔ),系統(tǒng)闡述了全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)刀具系統(tǒng)的研發(fā)要點(diǎn)及解決方案,為掘進(jìn)機(jī)企業(yè)及隧道工程、礦山工程領(lǐng)域的企業(yè)和科研人員提供參考,對(duì)于推動(dòng)我國全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)具有重要意義。