一、单轴压力作用下岩石损伤演化特征研究（论文文献综述）
何水鑫[1]（2021）在《花岗岩热冲击破裂机理及其定量表征》文中认为在干热岩地热资源开发、核废料深埋储存、热力破岩等关键工程中,岩石在温度场的作用下产生热损伤是非常普遍的现象,尤其是当温度剧烈变化时,引起的热冲击破裂往往会对干热岩井筒、核废料处置库带来严重安全隐患,而合理运用这一现象也可以提高热力破岩以及干热岩储层增渗改造的效率。热冲击应力是由热冲击过程中剧烈变化的温度梯度导致的,因此从传热学角度对热冲击破裂的演化机理进行分析,实现对热冲击损伤的表征,对上述工程实践具有重大意义。本文以热冲击对花岗岩导热规律的影响为主要研究内容,探究了采用热冲击因子表征热损伤的可行性,同时在此基础上分析了不同情况下的花岗岩热冲击破裂演变规律。本文基于热应力的形成机理及热冲击过程中岩石内部能量变化规律,经过理论推理后提出热冲击因子这一物理量来表征热冲击破裂。然后对热冲击过程中试件表面温度变化进行实测后结合数值模拟,辅以细观CT扫描,在实测数据的基础上对热冲击过程进行反演,计算获得了热冲击过程中的热冲击因子。对比分析了不同热冲击处理情况下的花岗岩的体积膨胀率、密度变化率、导热系数衰减及细观孔裂隙结构的演化规律,验证了采用热冲击因子表征热冲击破裂的可行性。采用恒温传导加热的方法,利用温度传感器实测试件内部不同位置的温度场数据,实现对热冲击前后试件的导热特征的研究。最后采用COMSOL Multiphysics 5.6进行数值模拟,对热冲击过程中不同情况下的岩石的损伤区域及损伤演变过程进行了分析,主要的研究成果如下:（1）采用热冲击因子可以对热冲击造成的损伤进行表征。花岗岩的导热系数随着热冲击过程中冷却介质温度的升高而降低,并且导热系数的衰减幅度存在上限门槛值。花岗岩的体积变化率、密度衰减率均随冷却介质温度升高而增大,其质量损失率变化非常小。花岗岩在细观层面上的裂纹数量,孔裂隙的体积、表面积、孔裂隙体积占比以及空间复杂程度均随着冷却介质温度的升高而增大。（2）花岗岩在恒温传导加热下的升温过程可按照升温速率分为快速升温、缓慢升温、稳定三个阶段。热冲击后花岗岩在恒温传导加热下的稳定温度相较热冲击处理前更低,达到稳定阶段的用时更短。热冲击后的峰值温度梯度、稳定温度梯度都比热冲击处理之前高,且到达峰值温度梯度的时间更长。上述现象都说明热冲击后花岗岩的导热性变差。（3）热冲击裂纹的出现会导致裂纹上下两侧的温度场、温度梯度场出现很大差异。其中热冲击裂纹对温度分布的影响主要体现在快速升温阶段,随加热时间的增长,裂纹对温度分布的影响逐渐减弱。而热冲击裂纹对温度梯度分布的影响主要体现在稳定阶段。循环热冲击会导致花岗岩体发生更严重的破坏,造成损伤的程度随热冲击的循环次数逐渐增大。（4）热冲击过程中导致岩石表面剥落破坏的主要原因是岩石内部裂纹的存在影响了温度梯度的分布,最终诱使裂纹尖端处产生超高热冲击应力导致的,并非是对流换热表面产生的热应力造成的。对流换热边界不变时,随着导热系数的增大,岩石内部产生的热冲击应力减小,热冲击损伤区域面积减小。（5）在外部应力作用下的热冲击损伤区域的面积随时间呈现先快速增大后缓慢减小的趋势,且这一趋势与温度梯度的变化规律一致,说明两者之间存在相关性。裂纹尖端处发生的热冲击破裂比裂纹中间位置更加严重,在损伤面积达到峰值时,损伤区域的形状为哑铃形。在损伤面积减小的过程中,损伤区域的形状与试件所处的外部应力状态密切相关。垂直方向的应力的变化对损伤区域尺寸的影响大于水平方向的应力造成的影响,垂直方向应力增大会抑制裂纹尖端的损伤的发展,但同时会加重裂纹中部的损伤。水平方向应力的增大会在整体上抑制试件在热冲击过程中的损伤。
彭海旺[2]（2021）在《花岗岩高温—水冷循环后物理力学性能及损伤劣化机理研究》文中研究表明本文以干热岩地热开发中岩石循环高温,遇水冷却问题为研究背景,选取干热岩中具有代表性的花岗岩在室内进行了不同温度下的高温-水冷循环处理,并采用万能试验机对循环后的花岗岩进行了静态单轴压缩试验和静态巴西劈裂试验,分析了不同温度与不同次数高温-水冷循环对花岗岩的密度、饱和吸水率、纵波波速、抗压强度、抗拉强度等物理力学性能的影响,并通过分析花岗岩的宏观破碎方式和细观损伤探究了花岗岩在高温-水冷循环作用后的损伤劣化机理,得出以下结论:（1）试验发现高温作用使花岗岩外观发生了较大变化,400℃时试样表面出现黄色斑点,600℃时试样表面逐渐变白。温度高于400℃后,试样表面开始出现微裂缝,随着循环次数的增加,裂缝变宽变深,600℃时,岩样边缘出现破碎现象。（2）温度和高温-水冷循环次数的增加使花岗岩的质量、密度、饱和吸水率、纵波波速、抗压强度、抗拉强度、弹性模量、拉伸模量等物理力学性能都发生不同程度的退化,并且发现其物理性质参数和力学性质参数之间有较高的相关性,纵波波速与饱和吸水率之间呈现线性递增关系,抗压强度和抗拉强度之间呈现线性递减关系。（3）通过观察花岗岩单轴压缩破坏岩样,发现花岗岩的破坏形式随温度和高温-水冷循环次数的增加将经历张拉劈裂破坏、斜剪破坏、锥形剪切破坏三种破坏形态;通过筛分试验发现随着温度的升高,岩石破坏更加破碎;破坏时表面裂缝逐渐增加,并出现树状裂缝。（4）通过超声波测试试验和SEM（扫描电子显微镜）扫描经高温-水冷处理的花岗岩,发现温度的增加使花岗岩表面结构平坦程度降低,颗粒间胶结程度降低,高温-水冷循环次数的增加,表面出现微裂隙,并逐渐加宽加深,孔隙的增加使花岗岩的波形图逐渐变得稀疏和紊乱,表明花岗岩内部结构受到较大损伤。（5）花岗岩损伤变量D随温度与高温-水冷循环次数的增加而增加,分别采用线性拟合函数与三次多项式进行拟合,拟合结果较好,损伤变量的增加表明花岗岩的损伤程度随温度和高温-水冷循环次数的增大加而增加,且温度的影响更加严重。
李德行[3]（2021）在《受载煤体损伤过程微电流效应及其机理研究》文中研究指明煤炭在未来相当长时间内依然是我国最重要的能源资源。煤炭开采会伴随冲击地压、煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害,严重影响煤矿安全高效生产。采动影响下煤岩体应力增加、变形加剧和损伤积累是动力灾害的主要原因,因此,煤岩动力灾害预测实际上是对煤岩体应力、变形和破裂的监测。前期研究表明,受载岩石能够激发出微电流信号,但对受载煤体微电流效应鲜有研究,缺乏相应的理论基础。基于此,本文紧紧围绕受载煤体损伤微电流效应及其机理关键科学问题,采用实验室试验、理论分析和现场测试等手段,重点开展受载煤体损伤过程微电流效应及响应规律、基于微电流效应的煤体损伤演化规律及能量转化关系、煤体损伤微电流产生机理及模型等研究,并进行现场验证。主要结论如下:建立了受载煤体微电流测试系统,开展了原煤单轴加载、集中加载和冲击加载试验,分析了煤体受载过程微电流的方向性及响应规律,研究了不同变形阶段微电流与煤体力学行为之间的定量关系。结果表明:煤体在不同加载方式下均能产生微电流,且由应力集中区流向非应力区;微电流大小与煤体力学行为（应力、应变、应变率、应力降等）紧密相关,但在不同变形阶段,微电流与力学行为的定量关系存在差异;塑性变形阶段,微电流呈加速增加趋势,并于破裂时达到峰值;应力降的出现伴随微电流突增（异常）,且电流增幅与应力降成正比,即电流异常程度与煤体破裂程度正相关;煤在冲击载荷下能够产生瞬变电流,其大小随冲击速度的增加而增加。研究了恒定应力下微电流衰减规律,基于非广延统计力学（Tsallis熵）研究了电流衰减的非广延性。结果表明:在恒定应力下或应力撤去后,微电流以指数形式衰减,最终趋于稳定,稳定电流随恒定应力线性增加;应力的存在能够降低微电流衰减的速率和程度;微电流衰减具有非广延性,非广延参数q大于1,且无应力作用下微电流衰减的非广延程度高于应力作用下;非广延参数q随应力水平呈先增后减的趋势,可利用q值评价煤体所处的应力水平。建立了基于微电流效应的煤体损伤变量解析表达,研究了煤体受载破坏过程的损伤演化规律,构建了基于累计电荷的煤单轴压缩一维损伤演化方程及本构模型;研究了应力扰动过程及蠕变过程耗散能密度和电流能密度的变化规律及二者之间的定量关系。结果表明:定义的基于“归一化”累积电荷量的损伤变量能够较好地反映煤体损伤演化过程;煤在扰动载荷下能够产生脉动直流电,其幅值随扰动应力的幅值线性增加;在静应力恒定的扰动载荷下,电流能密度随耗散能密度线性增加;恒定应力下煤体发生蠕变,蠕变速率和程度均随应力水平的增大而增加,蠕变过程电流能密度随耗散能密度呈负指数函数形式增加。研究了微观尺度下煤表面电荷的分布规律并建立相应物理模型,从宏微观结合的角度揭示了煤体损伤过程微电流产生机理及衰减机制,建立相应物理模型对电荷转移和微电流产生过程进行描述,并建立数学模型对电荷密度表达式进行推导。结果表明:受载煤体的载流子主要为自由电子,其分布具有尖端效应,即电荷趋于向裂纹尖端富集,越靠近尖端电荷密度越大;受载煤体损伤过程微电流的产生机理是煤体中自由电荷在尖端效应和扩散作用下的积聚与释放,变形过程由于电荷扩散形成扩散电流,破裂过程则是由于积聚电子的瞬间释放形成发射电流;微电流大小取决于应变、应变率、电荷密度及电荷密度变化率,而电荷密度又是关于应变率的函数,使得不同变形阶段微电流的主导因素不同;微电流的衰减过程本质上是载流子的弛豫过程,该弛豫是相界面电场边界的存在而产生的结果,微电流弛豫时间与应力水平有关。自主研制了矿用微电流监测仪,在煤矿回采工作面开展了现场试验,研究了回采过程微电流空间分布规律及时域演化规律,确定了基于微电流响应的矿震前兆信息,验证了利用微电流法监测预警煤岩动力灾害的可行性。结果表明:巷道围岩微电流大小分布与应力分布具有一致性,微电流从巷帮沿向煤体深出表现出先增加后减小然后趋于稳定的变化规律;微电流对工作面推进过程响应较好,整体呈现阶梯型增加的趋势,在煤层回采期间,微电流呈逐渐增加的趋势,在停采期间,微电流处于稳定波动状态;微电流能够对矿震事件提前响应,微电流的加速增加可作为矿震/煤体破坏的前兆特征;微电流法具有抗干扰能力强、响应灵敏、灾害预警超前性好等优点,应用前景广阔。本文研究成果能够为煤岩动力灾害监测预警提供新思路和新方法,对促进煤岩体应力监测、稳定性评价和煤岩动力灾害预测等具有理论意义和实践价值。该论文有图108幅,表23个,参考文献220篇。
史新帅[4]（2021）在《基于多源信息的深部掘进煤巷冲击冒顶机理试验研究》文中研究说明针对深部掘进煤巷冲击地压问题日益突出的现状,本文依托国家自然科学基金重点项目“深部开采与巷道围岩结构稳定控制信息化基础理论（51734009）”,国家自然科学基金面上项目“深部掘进煤巷冲击冒顶多尺度效应灾变机理研究（52074259）”,以深部掘进煤巷冲击冒顶灾变为背景,首先采用声-电-波一体化测试装置对煤岩破裂失稳过程中多参量前兆信息同步采集,然后利用自主研发的大尺度三维巷道冲击地压物理模拟试验系统对动静载作用下深部掘进煤巷冲击失稳机理和破坏模式进行研究,最后采用块体离散元数值模拟揭示了冲击荷载作用下巷道围岩细观裂纹扩展演化规律与围岩锚固承载结构的形成演化机理。主要研究内容和成果如下:（1）采用自主设计的声-电-波一体化测试装置对单轴荷载作用下不同煤岩体变形破坏过程中声发射、电阻率、波速等多源信息进行同步采集,深入剖析了煤岩体破裂失稳时声发射振铃计数、b值、超声波波速、视电阻率等前兆信息的内在联系,提出了以BP神经网络为载体,融合声发射、超声波和视电阻率等多源信息的煤岩损伤失稳前兆预警模型。（2）自主研发了大尺度三维巷道冲击地压灾变演化与失稳机理模拟试验系统,通过液压加载施加静荷载模拟初始地应力,采用炸药爆炸施加冲击荷载,从而实现动静荷载的同时施加,融合多种监测手段实现了试样加载过程中多种物理信息的同步采集与相互补充,可用于研究深部巷道冲击地压发生机理,揭示冲击地压强度与抛出围岩量的关系,对研究动静载作用下不同支护巷道的破坏试验能够起到一定的指导作用。（3）利用大尺度三维巷道冲击地压物理模拟试验系统研究了动静载组合作用下不同锚固巷道冲击失稳破坏过程中应力场、变形场、地电场等的响应特征,揭示了不同支护巷道在动静载作用下的冲击失稳机理与破坏模式,建立了动静载下巷道顶板锚固结构失稳判据。（4）基于UDEC块体离散元数值计算方法研究了动静载作用下深部掘进煤巷冲击失稳全过程宏细观破裂演化机制,利用编译的FISH程序对细观损伤裂纹进行记录和追踪,获得了冲击荷载作用下巷道围岩细观裂纹扩展演化规律,揭示了动载作用下巷道围岩锚固承载结构的形成演化机理,系统分析了支护方式、初始地应力、动载强度等对巷道冲击失稳的影响,对不同工况下巷道冲击失稳过程中应力场、位移场、裂纹场演化规律进行对比分析,从细观层面揭示了深部掘进煤巷冲击失稳机理。（5）针对深部掘进煤巷提出了“监测预警+主动防控”的冲击地压综合防控策略。采用多元耦合分析对深部掘进煤巷冲击失稳危险程度进行综合评价,并根据冲击危险程度对不同掘进煤巷采取分类防冲支护措施,为深部掘进煤巷冲击地压灾害防治提供参考。该论文有图112幅,表15个,参考文献199篇。
殷鹏飞[5]（2020）在《川南龙马溪组页岩力学特性及水力压裂机理研究》文中提出页岩气是继煤层气、致密砂岩气之后重要的非常规天然气资源,具有开采寿命长、生产周期长、烃类运移距离较短及含气面积大等特点,是目前重要的清洁能源发展方向。水力压裂是将页岩气从页岩中开采出来的一种成熟有效的方法。为了实现天然气在页岩基质中的高效运移,需要采用水力压裂在页岩中形成复杂裂缝网络,这需要对复杂裂缝形成的机理,包括页岩的岩性、物性、力学性质、脆性特征以及水力裂缝扩展延伸机制等方面进行深入系统的研究。本文以四川盆地南缘长宁页岩气产区的页岩为研究对象,采用室内试验、理论分析和离散元数值模拟的方法对页岩各向异性力学行为、脆性评价、渗透特性以及水力裂缝扩展机理等相关课题展开了具体研究。主要研究内容和结论如下:（1）对采集于四川长宁页岩气产区的黑色页岩进行了物理及微观特性分析,通过对不同层理倾角页岩开展常规三轴压缩试验、巴西劈裂试验、三轴循环加卸载试验和卸围压试验,分析了页岩在不同应力加载路径下的强度变形特征,揭示了页岩各向异性破坏行为机理,并提出了一种新的预测层状岩石巴西劈裂破坏行为的准则,该破坏准则能很好地描述含层理结构岩石在不同加载倾角下的破坏特征。（2）基于页岩试样室内试验结果,采用多种脆性评价方法对页岩试样的脆性特征进行了分析研究,并以此为基础,提出了两种新的分别基于应力-应变曲线峰后特征和能量平衡特征的脆性评价指数,新指数能清晰地反映页岩试样在不同层理倾角和不同围压下的脆性变化规律,并以此揭示了页岩脆性程度与其破坏模式之间的定性关系。（3）对不同层理倾角的完整页岩试样和含裂隙面的页岩试样进行了渗透率试验研究,得到的两组页岩渗透率随有效应力增大呈指数函数减小。进一步地,基于理论分析描述了流体在含层理或夹层结构层状岩石中的流动规律,揭示了影响页岩等效渗透率的主控因素,以此建立了能描述岩石渗透率各向异性特征的理论模型,推导了能描述含裂隙面页岩等效渗透率与裂隙面渗透率之间关系的表达式,分别建立了含裂隙面页岩等效渗透率和裂隙面渗透率与有效应力之间的关系。（4）基于室内试验结果进行了PFC2D细观参数分析和标定,建立了页岩数值模型,开展了页岩各向异性力学特性的模拟研究,从细观层面揭示了页岩在不同应力加载路径下的变形破坏机理。进一步地,基于改进的PFC2D流-固耦合算法,开展了页岩水力压裂裂缝扩展机理与分段压裂数值模拟研究,分析了层理倾角、层理面强度、地应力水平对水力裂缝扩展特征的影响规律,揭示了不同侧压力系数和不同层理倾角下页岩试样中水力裂缝与层理面的相互作用机理,得到了水平井分段压裂中水力裂缝网络在垂直面和水平面内的分布形态,由此提出了设计射孔最优间距的参考方法。该论文有图165幅,表34个,参考文献381篇。
邱若华[6]（2020）在《地表出露海相碳酸盐岩动态力学特性及应力波衰减规律研究 ——以川东北黑池梁地区为例》文中研究指明为了探明南方海相碳酸盐岩的分布范围及储量,需要进行大量现场勘察工作。地震勘探是石油勘探中一种最常见和最重要的方法,在对海相碳酸盐岩地区进行地震勘探时,从钻孔装药、炸药震源爆炸到地震波采集分析,都存在着冲击、爆炸、地震等动态荷载对海相碳酸盐岩的作用,充分掌握海相碳酸盐岩的动态力学性质,是研究其冲击破岩、爆破机制、应力波传播规律以及地震效应的重要资料,岩石动力学特性是认识岩石动载破坏机理和岩石介质中应力波传播规律的关键。本文以川东北黑池梁地区地表出露海相碳酸盐岩为研究对象,综合运用实验室试验、理论分析、数值模拟和现场试验等方法和手段,借助于先进的测试技术与分析手段,结合现代应力波理论和岩石动力学理论,对高应变率作用下海相碳酸盐岩的动态力学特性及应力波衰减规律进行了研究。本文进行的主要研究为:（1）海相碳酸盐岩物理力学性质及参数的试验研究。利用实验室设备对海相碳酸盐岩进行了物理力学性质及参数的试验,得到海相碳酸盐岩单轴压缩应力-应变曲线,获得海相碳酸盐岩的纵波波速、弹性模量、泊松比、单轴抗压强度等参数。（2）海相碳酸盐岩在动态冲击荷载作用下的试验研究。用分离式霍普金森压杆（SHPB）试验系统,进行了不同应变率下海相碳酸盐岩的单轴动态冲击压缩试验,研究了峰值应力随应变率的变化规律,以及应力波频谱曲线随应变率的变化规律。（3）海相碳酸盐岩的动态破碎耗能特征研究。在实验的基础上,对海相碳酸盐岩单轴冲击压缩试验的试件碎块进行粒度分析,通过研究海相碳酸盐岩试件的动态冲击破碎特征及其破碎耗能特征,得到海相碳酸盐岩动态破碎的能量耗散同试件破碎块度、应变率和动态抗压强度之间的关系。（4）海相碳酸盐岩在动态荷载下应力波传播的数值模拟研究。对海相碳酸盐岩的SHPB试验、一维撞杆试验和一维岩石杆爆炸试验进行了数值模拟,得到冲击荷载作用下海相碳酸盐岩试件的受力过程和应力波传播规律,包括应力波随传播距离衰减的变化规律,以及应力波传播过程中频谱变化规律。（5）海相碳酸盐岩地层中,地震勘探炸药震源参数的数值模拟研究。对海相碳酸盐岩地层中进行的地震勘探进行了数值模拟研究,得到各震源参数包括起爆方式、不耦合介质、药包结构、炸药埋深、药量等对海相碳酸盐岩中爆炸应力波的产生及其能量和频率等衰减的影响规律。通过对比分析海相碳酸盐岩出露区震源激发井深和药量的现场试验数据,发现存在一个最佳激发井深和药量,使得地震激发下传能量较强,地震信噪比较高。研究成果可为海相碳酸盐岩地区地震勘探的钻井和爆破工作提供重要参考。该论文有图108幅,表33个,参考文献185篇。
黄真[7]（2020）在《单轴等幅循环加载条件下砂岩的波电特性试验研究及损伤演化分析》文中研究说明现实环境中,岩体工程在施工与运行之时,岩石除了受到静荷载之外,更多的是受到循环荷载的作用,而循环荷载作用下岩体所表现出的力学特性与静荷载下是有所不同的,所以有必要对循环荷载作用下岩石的力学特性进行研究。而声发射特征参数和电阻率都对岩石的破坏过程比较敏感,都能很好的描述岩石的损伤演化规律,且两者对岩石损伤不同的阶段具有一定的互补性。因此,本文依托国家自然科学基金项目（51609027）,以重庆地区典型的砂岩为研究对象,对等幅循环加卸载作用下砂岩的宏观变形特性、声发射特性和电阻率特性进行了试验研究,并结合损伤力学构建了基于声发射参数和电阻率的损伤模型。主要研究内容及成果如下:（1）通过等幅循环加载试验,对不同应力幅值、不同频率和不同饱和度条件下砂岩的轴向变形特征进行了分析。发现总体上等幅循环荷载作用下砂岩的轴向变形呈三阶段演化规律,滞回环曲线也呈“疏-密-疏”的变化趋势。且随着应力幅值的增大、频率的减小和饱和度的增大,相同循环次数内,砂岩的轴向峰值应变越大,应变速率也越大,循环周期更短。（2）通过等幅循环加载过程中砂岩的声发射试验,对不同应力幅值、不同频率和不同饱和度条件下砂岩的声波传播特性进行了分析。发现声发射演化也具备三阶段规律:初始阶段,变形较快,声发射信号强烈;等速阶段,变形发展较慢,声发射信号也较稳定;加速阶段,变形急剧发展,声发射信号也变得愈加剧烈。且随着应力幅值的增大、频率的减小和饱和度的减小,每一循环产生的声发射信号越强烈。（3）通过等幅循环加载过程中砂岩的电阻率试验,对不同应力幅值、不同频率和不同饱和度条件下砂岩的电导特性进行了分析。发现电阻率总体都表现为加载阶段的快速下降以及卸载阶段的迅速反弹。而不同应力幅值下电阻率的变化则表现为初始几个循环内的不同;不同频率下电阻率的总体变化趋势都一致,只是变化速率随着频率的减小而增大;而不同饱和度下电阻率的变化趋势则有很大不同。（4）在相关已建立的理论基础上,推导了基于电阻率的损伤变量,并结合已有的基于声发射累计振铃计数的损伤变量(（8）,建立了基于声发射参数和电阻率的综合损伤变量D,从而构建了等幅循环荷载作用下砂岩的损伤累积演化模型。
折海成[8]（2020）在《页岩井壁多因素扰动细观损伤特性及稳定性研究》文中研究指明页岩气是一种清洁、高效的能源资源和化工原料。我国页岩气储量丰富,居全球第一,有必要加大页岩气的勘探开发力度。但是,页岩地层在钻井过程中频繁发生井壁失稳、井下故障和复杂,严重影响了页岩气勘探开发。引发页岩地层井壁失稳因素包括复杂的井壁围岩地质环境和应力状态以及页岩层理/裂缝十分发育,还包括钻井施工过程对井壁围岩产生如开挖应力卸荷、地层热交换、页岩水化和钻井施工动力等多方面扰动。本文以涪陵气田焦石坝地区龙马溪组地层为例,综合运用分析测试、仿真计算、模拟实验、理论分析等手段,考察了龙马溪组页岩试样矿物成分、岩心岩貌和层理结构对页岩力学性能的影响;研究了页岩气井钻井施工过程中扰动因素如何引起井壁应力状态变化和岩石力学强度劣化,明确了试样表面和内部孔隙和裂缝的发育与扩展演化规律;建立了页岩扰动统计损伤模型和损伤本构模型,及井壁围岩抗剪和抗拉破坏准则,可以预测井壁围岩的坍塌压力和破裂压力,为石油企业提供井壁失稳预警,实现钻井全周期内安全平稳的钻进提供理论指导。取得的主要研究成果如下:（1）通过采用扫描电镜、图像数字化分析软件和核磁共振等现代微细观测试技术,提出了一种按照dmax/dmin比值分类考察试样表面孔隙和裂缝演化扩展发育和以T2能谱与孔径分类考察试样内部孔隙和裂缝演化扩展发育的损伤定量化方法,并利用T2能谱信号强度推导出试样孔隙率计算公式。并将系统研究了钻进施工过程中动力冲击扰动、应力卸荷扰动、地温传递扰动和页岩水化扰动后的页岩试样表面和内部微细观孔隙和裂缝的损伤演化特性,可以揭示页岩受各种扰动微细观损伤的深层机理。（2）通过理论分析、力学推导和计算仿真的方法,分别分析了由机械钻井破岩、钻柱振动碰摩、地层应力卸荷、地层温度热传递和页岩水化等因素扰动下的井壁上的附加应力场分布规律。并结合室内模拟试验,考察动力冲击扰动、应力卸荷扰动、热传递扰动和页岩水化扰动后的试样表面和内部不同类型的孔隙和裂缝所占比例变化规律,研究试样微细观孔隙和裂缝的发育与扩展演化规律,揭示了各种扰动损伤宏观力学机理:动力冲击扰动损伤属于动剪切力扰动,损伤演化行为是以中、大优势孔隙的剪切错动扩展为主;应力卸荷扰动损伤是属于静剪切力扰动,损伤演化行为也是以中、大优势孔隙的剪切错动扩展为主,且具有扰动集聚区;热传递扰动损伤是属于体缩拉伸致裂,产生张拉裂痕为主,损伤演化行为是以整体微、中、大孔隙都有扩展发育,没有优势孔隙和局部化效应;页岩水化扰动损伤属于体积膨胀挤拉致裂,损伤演化行为是以微小孔隙发育和扩径为主。（3）基于各因素扰动后页岩试样体变和力学性质的劣化响应,采用连续损伤理论和强度统计理论相结合,以体积膨胀率作为考察变量,建立了页岩各因素扰动统计损伤模型。在某一种因素扰动作用后,再通过三轴压缩试验继续讨论页岩加荷作用下的损伤劣化规律,本文以动力扰动和加荷下岩石的总损伤变量代入到损伤本构方程,建立了基于Drucker-Prager损伤准则的页岩动力扰动-加荷耦合统计损伤模型和统计损伤本构模型。（4）将地层影响因子和总扰动损伤变量代入Mohr-Coulomb强度准则和抗拉强度准则,建立了考虑多因素扰动损伤井壁围岩抗剪切破坏准则和抗拉破坏准则,可以确定井壁围岩的坍塌压力、破裂压力计算模型,以及井壁失稳预警系统,为石油企业技术应用提供理论指导。
赵飞[9]（2020）在《高温后节理花岗岩物理力学性质研究》文中研究表明本文以深地资源开发、地下空间利用、隧道火灾后评估及修复、核废料深埋地质处理等涉及到高温节理岩体损伤问题为研究背景,通过高温作用节理花岗岩试验,开展了升温-降温速率对节理花岗岩物理力学性质研究,分析了节理花岗岩随升温、降温方式和节理类型的破坏变化规律,建立了节理花岗岩热-力耦合作用下损伤演化方程,讨论了节理花岗岩力学性能的热损伤演化过程。论文取得了以下主要研究成果:（1）高温使花岗岩物理力学性质发生变化,特别是温度高于400℃后,花岗岩物理力学性质参数快速变化;快速冷却条件下的花岗岩的物理力学参数的变化率较自然冷却的花岗岩大,对表面裂隙宽度、密度和分形特征、累计振铃计数、峰值应变、峰值强度以及脆性度的影响尤为明显。（2）相同温度下,无节理花岗岩单轴抗压强度高于有节理花岗岩;节理花岗岩单轴抗压强度随节理与最大主平面的夹角α的增大而增大;共轭式节理花岗岩峰值强度、声发射累计振铃计数略大于雁列式节理花岗岩。（3）温度低于600℃,共轭式节理花岗岩破坏后主要有三条断裂裂隙,且均为拉伸裂隙,而雁列式节理花岗岩破坏后主要产生两条断裂裂隙,分别为拉伸裂隙和剪切裂隙;温度高于600℃,花岗岩多为塑性破坏,在破碎带多形成粉末状,共轭式节理花岗岩破坏后主要有两条断裂裂隙,多为拉伸裂隙,而雁列式节理花岗岩破坏后主要产生一条沿着节理方向的断裂裂隙,多为剪切裂隙。（4）随着热处理温度的升高,高温后花岗岩的起始损伤逐渐增大,随着轴向应变的增加,在低温条件下表现为陡倾角上升,而高温条件下损伤变量曲线则趋于平缓;此外,快速冷却条件下的花岗岩初始损伤量高于自然冷却。本文共65个图,5个表,143参考文献。
陶锴[10]（2020）在《基于声发射的含水岩土安全监测技术研究》文中研究表明随着中国经济的飞速发展,基础设施建设自二十世纪以来呈现井喷式上升,建设规模的增加为结构稳定性和安全性带来了挑战,岩土工程安全监测已成为关乎国民生命财产的重要议题。含水量的增加会导致岩体抗压抗剪强度降低,削弱结构的稳定性,进而造成矿井坍塌、大坝溃堤等安全事故。由于水对岩体结构的软化作用,渗水失稳已成为当前工程事故的重要因素,对岩体结构开展含水率实时监测、损伤等级评估和灾害预警工作对保障工程进展和人民安全具有重要意义。本文以声发射技术为手段,针对含水岩土工程中水分对结构损伤和声发射的影响、监测数据建模处理、含水率识别以及损伤评估等问题开展研究,全文的主要内容如下:对水分-声发射-损伤等级三者的关联影响进行探讨,采用有限元仿真和单轴压缩激发声发射,利用声发射信号时域观测、功率谱分析、高阶谱分析、参数分析和谱采样分析等方法,总结了不同含水率状态下的声发射时频域特征,从数值模拟和宏观实验角度验证水分对岩石声发射的抑制作用。为了刻画水分对岩石损伤等级的影响,对不同含水率样本受压裂纹进行计算机断层扫描,通过二值像素分析量化损伤等级。利用联通域扫描和图像细化方法获得裂纹形态学指标,采用综合损伤指标量化不同含水率样本的断层扫描图像,通过定量分析得到水分对损伤的影响作用。为完成监测信号的建模处理,首先模拟人脑记忆与遗忘机理,将监测数据存储系统划分为短时记忆存储区和长时记忆存储区,利用门限值控制完成噪声数据的“遗忘”和有效监测数据的“记忆”。为了完成监测数据的序列存储,提出信号简谱化模型,利用音乐谱线完成监测信号包络采样,将人耳不可感知的损伤信号折换为具有可听属性的损伤音乐指标。开展多类型损伤信号乐谱化处理实验,在结合长短时记忆网络的损伤类型识别实验中验证了此种方法对信号特征保留的功能。为了完成失效传感器数据恢复,将简谱化模型与卡尔曼算法结合,以失效前的极值和近邻传感器数据为基础完成遗失数据的拟合重建。基于环境因素作用下的参数波动规律和聚类分析提出参数两步选择法,实现声发射参数的择优筛选,给后继模式识别任务实现数据指标的科学选取。从算法对比中可以看出,虽然两步参数选择法的时间消耗较大,但选择出的参数在模式识别中表现更好。为完成岩石含水率在线监测,基于模糊数学原理提出含水率模糊识别方法。利用声发射参数的统计规律,通过计算参数公差得到重要性排序,并基于此排序规划判断矩阵,得到具有环境自适应功能的权重向量。以Softmax函数对每一种含水率的输出向量为依据构建隶属度矩阵,并把自适应权重向量和隶属度矩阵的模糊计算值作为含水率识别结果。设计了砂岩-沙土层叠结构,利用有限元仿真模拟了水在此结构中渗流过程的压强分布。设计了传感器部署机械结构和声发射数据采集系统,实验中含水率模糊识别结果与真实含水率分布具有较高的一致性。开展不同颜色光引导的脑电信号采集实验,通过分析Beta波成分确定对人体专注度的影响,最终确定了适宜人体专注度的报警光颜色序列。为充分利用声发射参数信息完成损伤评估,综合可靠性理论、信息熵理论、因果推理理论等对环境因素和损伤结果的逻辑关联开展不确定性推导,提出包含参数间相关性信息的时域特征波和描述损伤出现置信度的损伤信息熵向量。基于岩石损伤力学和概率统计知识提出疲劳度指标,在不同含水损伤评估实验中验证了此指标对含水损伤样本的敏感性。基于贝叶斯理论提出溯源度指标,通过信号到达时间参数完成损伤区域的概率定位。
二、单轴压力作用下岩石损伤演化特征研究（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、单轴压力作用下岩石损伤演化特征研究（论文提纲范文）
（1）花岗岩热冲击破裂机理及其定量表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 热冲击作用下花岗岩物理力学特性研究现状 |
| 1.2.2 热冲击作用下花岗岩导热性能演变研究现状 |
| 1.2.3 花岗岩热冲击破裂机理研究现状 |
| 1.2.4 当前研究的不足之处 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 花岗岩热冲击破裂理论分析及定量表征 |
| 2.1 花岗岩内部热应力的形成 |
| 2.1.1 定常温度场中产生的定常热应力 |
| 2.1.2 非定常温度场中产生的动态热应力 |
| 2.2 岩石热冲击破坏能力的表征研究 |
| 2.2.1 热冲击速度 |
| 2.2.2 温度梯度 |
| 2.2.3 热冲击因子 |
| 2.3 热冲击作用下花岗岩物理性质及细观结构变化规律 |
| 2.3.1 实验概况 |
| 2.3.2 实验步骤 |
| 2.3.3 热冲击处理后试件物理特性变化规律 |
| 2.3.4 热冲击处理后试件的细观结构变化规律 |
| 2.3.5 热冲击冷却过程中降温速度变化趋势 |
| 2.4 花岗岩热冲击破坏能力的定量表征 |
| 2.4.1 数学模型建立 |
| 2.4.2 参数确定及边界条件设置 |
| 2.4.3 几何模型及网格剖分 |
| 2.4.4 模拟结果与实验结果对比 |
| 2.4.5 热冲击过程中的不同位置处降温规律 |
| 2.4.6 热冲击过程中的热冲击因子变化规律 |
| 2.4.7 热冲击破坏能力的定量表征 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 热冲击破裂下花岗岩传热规律与特征研究 |
| 3.1 实验概况 |
| 3.1.1 试件制备 |
| 3.1.2 实验设备 |
| 3.1.3 实验步骤 |
| 3.2 花岗岩热冲击破裂前后温度场分布特征对比分析 |
| 3.2.1 花岗岩热冲击破裂前温度场分布 |
| 3.2.2 花岗岩热冲击破裂后温度场分布 |
| 3.2.3 热冲击破裂前后花岗岩内温度变化规律 |
| 3.3 花岗岩热冲击破裂前后温度梯度分布特征对比分析 |
| 3.3.1 花岗岩热冲击破裂前温度梯度分布 |
| 3.3.2 花岗岩热冲击破裂后温度梯度分布 |
| 3.3.3 热冲击破裂前后花岗岩内温度梯度变化规律 |
| 3.4 循环热冲击作用下花岗岩体的热破坏 |
| 3.4.1 循环热冲击处理下花岗岩体裂纹发育特征 |
| 3.4.2 循环热冲击作用下花岗岩传热特征的变化 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 花岗岩热冲击破裂演变规律研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 花岗岩热冲击损伤演化数值模拟 |
| 4.2.1 基本假设 |
| 4.2.2 热冲击过程中热力耦合数学模型的建立 |
| 4.2.3 相关参数的确定 |
| 4.3 含裂纹花岗岩热冲击损伤机理研究 |
| 4.3.1 几何模型及相关边界条件确定 |
| 4.3.2 网格划分及测点测线布置 |
| 4.3.3 热冲击过程中温度场变化规律 |
| 4.3.4 热冲击过程中温度梯度场的变化规律 |
| 4.3.5 热冲击应力及热冲击损伤区域演化 |
| 4.3.6 导热系数变化对热冲击损伤的影响 |
| 4.4 应力状态下花岗岩热冲击损伤机理研究 |
| 4.4.1 几何模型及相关边界条件确定 |
| 4.4.2 网格划分及测点测线布置 |
| 4.4.3 温度场、温度梯度场演变规律 |
| 4.4.4 应力状态对花岗岩损伤区域演变的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 主要研究结论 |
| 5.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）花岗岩高温—水冷循环后物理力学性能及损伤劣化机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 花岗岩力学性质方面研究 |
| 1.2.2 花岗岩高温作用后物理力学特性方面研究 |
| 1.2.3 花岗岩高温-液体冷却后物理力学特性方面研究 |
| 1.3 本文主要研究内容与技术路线 |
| 1.4 创新点 |
| 第二章 试验方案及流程 |
| 2.1 试验岩样准备 |
| 2.2 试验岩样分组编号 |
| 2.3 高温-水冷循环试验流程 |
| 2.4 超声检测 |
| 2.5 力学试验 |
| 2.6 分析试验 |
| 2.7 扫描电子显微镜(SEM)试验 |
| 第三章 物理性质分析 |
| 3.1 外观特性变化 |
| 3.1.1 抗压组试样外观特性变化 |
| 3.1.2 抗拉组试样外观特性变化 |
| 3.2 质量变化 |
| 3.2.1 质量损失率随循环次数变化分析 |
| 3.2.2 质量损失率随温度变化分析 |
| 3.3 体积变化 |
| 3.3.1 体积膨胀率随循环次数变化分析 |
| 3.3.2 体积膨胀率随温度变化分析 |
| 3.4 密度变化 |
| 3.4.1 密度变化率随循环次数变化分析 |
| 3.4.2 密度变化率随温度变化分析 |
| 3.5 饱和吸水率变化 |
| 3.5.1 饱和吸水率随循环次数变化分析 |
| 3.5.2 饱和吸水率随温度变化分析 |
| 3.6 波速变化 |
| 3.6.1 纵波波速随高温-水冷循环次数变化分析 |
| 3.6.2 纵波波速随温度的变化分析 |
| 3.6.3 波形图分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 力学性质分析 |
| 4.1 单轴压缩试验分析 |
| 4.1.1 应力-应变关系 |
| 4.1.2 弹性模量 |
| 4.1.3 变形模量 |
| 4.2 巴西劈裂试验分析 |
| 4.2.1 应力-应变关系 |
| 4.2.2 抗拉强度 |
| 4.2.3 拉伸模量 |
| 4.3 基于Hoek-Brown经验准则的损伤花岗岩m、s值计算 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 花岗岩宏观破坏特征与细观损伤机理分析 |
| 5.1 破坏模式分析 |
| 5.2 破坏裂缝特征分析 |
| 5.3 破碎化分析 |
| 5.4 细观损伤机理分析 |
| 5.5 损伤变量分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 物理性质力学性质相关性分析 |
| 6.1 物理性质相关性分析 |
| 6.1.1 饱和吸水率与纵波波速 |
| 6.1.2 密度与纵波波速 |
| 6.2 物理力学相关性分析 |
| 6.2.1 抗压强度、抗拉强度与饱和吸水率关系 |
| 6.2.2 抗压强度、抗拉强度与纵波波速关系 |
| 6.3 力学相关性分析 |
| 6.3.1 抗压强度与抗拉强度 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
（3）受载煤体损伤过程微电流效应及其机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 存在问题及不足 |
| 1.4 主要研究内容及技术路线 |
| 2 煤体受载微电流测试系统及试验研究 |
| 2.1 煤体受载微电流测试系统 |
| 2.2 试样及试验方案 |
| 2.3 试验结果初步分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 煤体损伤过程微电流响应规律及特征 |
| 3.1 试样及加载方案 |
| 3.2 微电流与煤体力学行为间的定量关系 |
| 3.3 微电流衰减规律 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于微电流的煤体损伤演化规律及能量转化关系 |
| 4.1 损伤力学基本理论 |
| 4.2 受载煤体损伤演化分析 |
| 4.3 煤体损伤过程能量演化规律及转化关系 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 受载煤体损伤微电流产生机理及其模型 |
| 5.1 电学基本概念和理论 |
| 5.2 煤的组成与结构 |
| 5.3 煤体变形破裂电荷产生机制 |
| 5.4 煤体损伤微电流产生机理 |
| 5.5 极化弛豫与微电流衰减机理 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 回采工作面煤体微电流响应现场试验研究 |
| 6.1 试验地点概况 |
| 6.2 矿井微电流监测系统及装备 |
| 6.3 测点布置及试验方案 |
| 6.4 回采过程煤体微电流响应规律 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 全文总结、创新点及展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 学位论文数据集 |
（4）基于多源信息的深部掘进煤巷冲击冒顶机理试验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及创新点 |
| 2 煤岩损伤破坏过程中多参量前兆信息试验研究 |
| 2.1 试验目的及试验内容 |
| 2.2 试验结果分析 |
| 2.3 基于多源信息互馈的煤岩损伤失稳前兆预警模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 深部巷道冲击地压灾变演化与失稳模拟试验系统研制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验系统研制及组成 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 动静载作用下深部掘进煤巷冲击失稳物理模拟试验研究 |
| 4.1 试验工程背景 |
| 4.2 物理模型试验内容及实施方案 |
| 4.3 巷道静载开挖过程试验结果分析 |
| 4.4 动载失稳阶段试验结果分析 |
| 4.5 动静载作用下深部掘进煤巷冲击冒顶失稳机理分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 深部掘进煤巷冲击失稳数值模拟研究 |
| 5.1 UDEC块体离散元数值计算方法 |
| 5.2 微观力学参数校核 |
| 5.3 数值模型建立及模拟方案 |
| 5.4 不同支护巷道冲击失稳过程模拟 |
| 5.5 初始地应力对巷道冲击失稳的影响 |
| 5.6 动载强度对巷道冲击失稳的影响 |
| 5.7 深部掘进煤巷冲击地压防控对策 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）川南龙马溪组页岩力学特性及水力压裂机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究目标与内容 |
| 1.4 研究方法及技术路线 |
| 2 页岩的物理及微观特性研究 |
| 2.1 页岩取样 |
| 2.2 试验测试系统 |
| 2.3 页岩物理及微观特性分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 页岩的强度、变形及破坏特性试验研究 |
| 3.1 页岩常规三轴压缩试验研究 |
| 3.2 页岩巴西劈裂试验研究 |
| 3.3 页岩三轴循环加卸载试验研究 |
| 3.4 页岩三轴卸围压试验研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于室内试验的页岩脆性评价方法研究 |
| 4.1 页岩脆性评价的方法 |
| 4.2 基于不同评价方法的页岩脆性特征分析 |
| 4.3 页岩脆性特征与破坏模式的关系讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 完整和含裂隙页岩渗透特性试验研究 |
| 5.1 试验原理和程序 |
| 5.2 完整页岩渗透特性分析 |
| 5.3 裂隙页岩渗透特性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 页岩的强度、变形及破坏机理离散元模拟研究 |
| 6.1 PFC2D程序简介 |
| 6.2 页岩数值模型的建立及细观参数标定 |
| 6.3 页岩常规三轴压缩模拟结果分析 |
| 6.4 页岩循环加卸载模拟结果分析 |
| 6.5 页岩卸围压模拟结果分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 页岩水力裂缝扩展机理及应用研究 |
| 7.1 PFC2D中流-固耦合的实现 |
| 7.2 页岩水力压裂裂缝扩展机理研究 |
| 7.3 页岩储层水平井分段压裂应用研究 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（6）地表出露海相碳酸盐岩动态力学特性及应力波衰减规律研究 ——以川东北黑池梁地区为例（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义(Backgrounds and Significances) |
| 1.2 国内外研究现状(Research Status at Home and Abroad) |
| 1.3 主要研究内容和方法(Main Research Contents and Methodologies) |
| 2 海相碳酸盐岩基本物理力学性能 |
| 2.1 岩样采集与试件制备(Specimen Preparation) |
| 2.2 海相碳酸盐岩的基本物理性质(Fundamental Physical Property of Marine Carbonate Rocks) |
| 2.3 海相碳酸盐岩试件单轴压缩试验(Uniaxial Compression Test of Marine Carbonate Rocks) |
| 2.4 海相碳酸盐岩基本力学性能(Fundamental Mechanical Properties of Marine Carbonate Rocks) |
| 2.5 本章小结(Chapter Summary) |
| 3 海相碳酸盐岩动态力学特性试验与分析 |
| 3.1 分离式霍普金森压杆试验技术原理(Principle of SHPB Testing Technique) |
| 3.2 分离式霍普金森压杆试验系统(SHPB Testing System) |
| 3.3 海相碳酸盐岩动态冲击试验(Dynamic Test of Marine Carbonate Rocks under Impact Load) |
| 3.4 冲击荷载作用下海相碳酸盐岩动态力学性能(Dynamic Mechanical Properties of Marine Carbonate Rocks under Impact Load) |
| 3.5 本章小结(Chapter Summary) |
| 4 海相碳酸盐岩动态破碎特征与能量耗散规律 |
| 4.1 海相碳酸盐岩试件动态压缩破碎特征(Fairlure Characteristics of Marine Carbonate Rocks under Dynamic Compression) |
| 4.2 海相碳酸盐岩动态破碎耗能特征(Energy Dissipative Characteristics of Marine Carbonate Rocks under Dynamic Compression) |
| 4.3 海相碳酸盐岩试件破碎分形特征(Fractal Characteristics of Fragmented Marine Carbonate Rocks) |
| 4.4 本章小结(Chapter Summary) |
| 5 海相碳酸盐岩中应力波衰减规律 |
| 5.1 无限介质中的弹性应力波方程(Elastic Stress Wave Equation in Infinite Medium) |
| 5.2 一维长杆中的应力波(Stress Wave in a One-Dimensional Long Bar) |
| 5.3 一维杆中线弹性应力波方程有效性的讨论(Discussion on the Effectiveness of Linear Elastic Stress Wave in One-Dimensional Bars) |
| 5.4 一维杆中的弹塑性应力波(Elastic and Plastic Wave in One-Dimensional Bars) |
| 5.5 岩石中的应力波(Stress Wave in Rocks) |
| 5.6 数值模拟试验研究(Research on Numerical Simulation) |
| 5.7 SHPB 试验数值模拟(Numerical Simulation of SHPB Test) |
| 5.8 岩石杆中应力波衰减规律数值模拟研究(Numerical Simulation of Stress Wave Attenuation in Rock Bar) |
| 5.9 爆炸应力波在岩石杆中的衰减规律数值模拟研究(Numerical Simulation Study on Attenuation Law of Explosion Stress Wave in Rock Bar) |
| 5.10 本章小结(Chapter Summary) |
| 6 工程问题的数值模拟研究 |
| 6.1 理论分析(Theoretical Analysis) |
| 6.2 数值模拟技术及参数(Numerical Simulation Techniques and Parameters) |
| 6.3 起爆位置试验研究(Simulation Study on Detonation Position) |
| 6.4 不耦合介质试验研究(Simulation Study on Uncoupled Medium) |
| 6.5 最佳装药结构试验研究(Simulation Study on Optimum Charge Structure) |
| 6.6 径高比1:4集中药包结构试验研究(Simulation Study on Concentrated Charge Structure with 1:4 Diameter to Height Ratio) |
| 6.7 井径6cm装药结构试验研究(Simulation Study on Charge Structure in 6cm Well) |
| 6.8 工程实例(Engineering examples) |
| 6.9 本章小结(Chapter Summary) |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论(Conclusions) |
| 7.2 展望(Prospects) |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（7）单轴等幅循环加载条件下砂岩的波电特性试验研究及损伤演化分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 问题的提出及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状和发展动态 |
| 1.2.1 循环载荷条件下岩石的损伤演化研究 |
| 1.2.2 岩石声发射特性研究 |
| 1.2.3 岩石的电阻率特性研究 |
| 1.3 主要研究内容及研究方案 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法和主要技术路线 |
| 第二章 砂岩的等幅循环加载试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试样的采集与加工 |
| 2.2.1 试样制备 |
| 2.2.2 基本物理参数测试 |
| 2.2.3 筛选与分组 |
| 2.3 试验设备 |
| 2.3.1 加载系统 |
| 2.3.2 声发射仪器 |
| 2.3.3 电阻率仪器 |
| 2.4 试验方案设计 |
| 2.4.1 单轴压缩试验 |
| 2.4.2 等幅循环加载试验 |
| 2.5 变形破坏特征分析 |
| 2.5.1 单调加载条件下砂岩的宏观变形特性 |
| 2.5.2 等幅循环加载条件下砂岩的宏观变形特性 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 等幅循环加载条件下砂岩的声发射特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 声发射现象及其理论基础 |
| 3.2.1 声发射现象 |
| 3.2.2 声发射检测技术 |
| 3.2.3 声发射信号 |
| 3.3 不同应力幅度下砂岩的声发射特性 |
| 3.4 不同频率下砂岩的声发射特性 |
| 3.5 不同饱和度下砂岩的声发射特性 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 等幅循环加载条件下砂岩的电阻率特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 岩石的电阻率理论基础 |
| 4.2.1 岩石电阻率的物性特征 |
| 4.2.2 岩石电阻率的室内测量方法 |
| 4.2.3 岩石电阻率基本理论 |
| 4.3 不同应力幅度下砂岩的电阻率特性 |
| 4.4 不同频率条件下砂岩的电阻率特性 |
| 4.5 不同饱和度条件下砂岩的电阻率特性 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于波电特性的循环荷载下砂岩的损伤演化分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 有关损伤力学的基本概念 |
| 5.3 岩石疲劳损伤模型 |
| 5.3.1 高周疲劳模型 |
| 5.3.2 低周疲劳模型 |
| 5.3.3 倒S型非线性疲劳损伤模型 |
| 5.4 等幅循环荷载下基于波电特性的损伤模型 |
| 5.4.1 损伤变量的确定 |
| 5.4.2 损伤演化模型 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（8）页岩井壁多因素扰动细观损伤特性及稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景、选题目的和意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 选题目的和意义 |
| 1.2 页岩井壁稳定性研究进展 |
| 1.2.1 页岩井壁稳定性力学机理研究 |
| 1.2.2 页岩井壁稳定性力学化学耦合研究 |
| 1.2.3 页岩井壁围岩受钻井施工扰动影响研究 |
| 1.2.4 页岩井壁失稳研究存在的问题 |
| 1.3 扰动状态概念理论研究 |
| 1.3.1 扰动状态概念在岩土工程中的应用 |
| 1.3.2 扰动状态概念理论的优点和缺点 |
| 1.4 细观统计损伤理论研究 |
| 1.5 研究主要内容、技术路线和创新点 |
| 1.5.1 研究的主要内容 |
| 1.5.2 研究思路与技术路线 |
| 1.5.3 论文创新点 |
| 2 页岩地层岩石组构、强度及工程地质特性 |
| 2.1 研究区块地质概况 |
| 2.2 页岩矿物组分和微细观结构分析 |
| 2.2.1 页岩矿物组分分析 |
| 2.2.2 页岩微细观结构特征分析 |
| 2.3 页岩岩石力学强度特性 |
| 2.3.1 页岩硬度和塑性系数测试 |
| 2.3.2 页岩单轴抗压强度测试 |
| 2.3.3 页岩三轴抗压强度测试 |
| 2.3.4 页岩直接剪切试验 |
| 2.3.5 页岩抗拉强度测试 |
| 2.4 研究区块页岩地层工程地质特性 |
| 2.4.1 页岩地层流体物理化学特性 |
| 2.4.2 页岩地层初始地应力及地层压力剖面预测 |
| 2.4.3 页岩地层温度场 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 页岩井壁多因素扰动细观损伤及力学行为研究 |
| 3.1 钻井机械动力作用对井壁围岩扰动分析 |
| 3.1.1 钻头破岩对井壁围岩扰动分析 |
| 3.1.2 钻柱振动对井壁围岩的扰动分析 |
| 3.1.3 页岩动力扰动试验研究 |
| 3.2 钻井应力卸荷对井壁围岩扰动分析 |
| 3.2.1 页岩井壁围岩应力状态分析 |
| 3.2.2 页岩卸荷扰动试验研究 |
| 3.3 钻井液与地层温度传递对井壁围岩扰动分析 |
| 3.3.1 井壁围岩温度场分布 |
| 3.3.2 井壁围岩附加热应力场 |
| 3.3.3 页岩热效应扰动试验研究 |
| 3.4 页岩水化对井壁围岩扰动分析 |
| 3.4.1 钻井液渗流扩散力学机理 |
| 3.4.2 钻井液与井壁围岩的水化作用 |
| 3.4.3 页岩水化动扰动试验研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 页岩井壁围岩多因素扰动损伤本构模型研究 |
| 4.1 岩石统计损伤力学的基本理论 |
| 4.1.1 常采用的岩石强度理论 |
| 4.1.2 概率统计理论 |
| 4.2 页岩各因素扰动统计损伤模型研究 |
| 4.2.1 页岩各因素扰动统计损伤模型构建思路 |
| 4.2.2 页岩各因素扰动统计损伤模型建立 |
| 4.3 页岩各因素扰动与加荷耦合统计损伤模型和损伤本构模型研究 |
| 4.3.1 页岩各因素扰动与加荷耦合统计损伤模型建立 |
| 4.3.2 页岩动力冲击扰动与加荷耦合统计损伤本构模型建立 |
| 4.4 页岩多因素扰动耦合统计损伤模型研究 |
| 4.4.1 多因素扰动耦合总损伤变量 |
| 4.4.2 钻井施工多因素扰动耦合总损伤变量建立 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 页岩井壁钻井多因素扰动损伤失稳研究 |
| 5.1 页岩井壁围岩失稳力学机理 |
| 5.1.1 井壁坍塌破坏机理 |
| 5.1.2 井壁破裂破坏机理 |
| 5.2 考虑多因素扰动损伤页岩井壁失稳力学分析 |
| 5.2.1 井壁围岩总应力场分布 |
| 5.2.2 井壁围岩主应力分布 |
| 5.2.3 考虑多因素扰动损伤页岩井壁坍塌压力计算 |
| 5.2.4 考虑多因素扰动损伤页岩井壁破裂压力计算 |
| 5.2.5 页岩井壁失稳预警系统 |
| 5.3 水化损伤井壁失稳周期确定 |
| 5.3.1 页岩水化损伤变量确定 |
| 5.3.2 页岩井壁坍塌周期的确定 |
| 5.3.3 计算程序 |
| 5.3.4 实例分析 |
| 5.4 钻井液强化井壁技术 |
| 5.4.1 钻井液强化井壁机理 |
| 5.4.2 室内试验与配方优选 |
| 5.4.3 现场应用及效果评价 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间主要研究成果及获得的荣誉 |
| 致谢 |
（9）高温后节理花岗岩物理力学性质研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 2 高温试验及物理力学性质测试 |
| 2.1 试样采集与制备 |
| 2.2 高温试验 |
| 2.3 质量测量和表观颜色提取 |
| 2.4 表面热裂隙测量 |
| 2.5 表面粗糙度和硬度测试 |
| 2.6 热常数测试 |
| 2.7 纵波波速测试 |
| 2.8 点荷载强度测试 |
| 2.9 花岗岩强度测试与声发射信息采集 |
| 3 高温后节理花岗岩物理性质 |
| 3.1 质量损失和表观颜色 |
| 3.2 花岗岩表面裂隙特征 |
| 3.3 表面粗糙度和硬度 |
| 3.4 热学参数 |
| 3.5 纵波波速 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 高温后节理花岗岩力学性质 |
| 4.1 应力-时间曲线与声发射信息特征 |
| 4.2 应力-应变曲线 |
| 4.3 节理花岗岩脆塑性特征 |
| 4.4 节理花岗岩破坏模式分析 |
| 4.5 花岗岩点荷载强度 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 节理花岗岩热损伤机理分析 |
| 5.1 节理花岗岩热损伤机理 |
| 5.2 节理花岗岩热-力耦合作用下损伤演化方程 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附图 |
| 附表 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（10）基于声发射的含水岩土安全监测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 含水岩土安全监测系统研究现状 |
| 1.2.1 含水率-声发射关联国内外研究进展 |
| 1.2.2 损伤数据建模处理国内外研究进展 |
| 1.2.3 岩石含水率识别国内外研究进展 |
| 1.2.4 损伤评估国内外研究进展 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 2 岩石含水损伤-声发射信号关联探究 |
| 2.1 单轴受压数值仿真研究 |
| 2.1.1 控制方程与边界条件 |
| 2.1.2 仿真结果 |
| 2.2 单轴压缩实验与信号分析 |
| 2.2.1 实验样本与采集设备描述 |
| 2.2.2 信号参数分析法 |
| 2.2.3 不同载荷对声发射信号的影响 |
| 2.2.4 不同含水率对声发射信号的影响 |
| 2.2.5 基于智能采样指标的含水率等级观测与检定 |
| 2.3 基于计算机断层扫描影像分析的损伤量化 |
| 2.3.1 扫描设备与图像处理算法 |
| 2.3.2 损伤等级量化 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 损伤监测系统建模 |
| 3.1 拟人记忆监测数据约简 |
| 3.2 基于简谱化的监测信号处理模型 |
| 3.2.1 监测系统描述 |
| 3.2.2 简谱化模型 |
| 3.2.3 基于LSTM网络的损伤模式识别 |
| 3.2.4 失效数据恢复 |
| 3.2.5 模型实验 |
| 3.3 声发射参数筛选 |
| 3.3.1 第一步筛选 |
| 3.3.2 第二步筛选 |
| 3.3.3 模型实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 含水率模糊识别 |
| 4.1 模糊评估基本原理 |
| 4.2 基于模糊数学的含水率识别 |
| 4.2.1 自适应权重向量 |
| 4.2.2 隶属度矩阵 |
| 4.2.3 含水率模糊识别 |
| 4.3 渗流数值模拟 |
| 4.3.1 边界条件 |
| 4.3.2 仿真结果 |
| 4.4 含水率识别实验 |
| 4.4.1 实验系统描述 |
| 4.4.2 声发射信号预处理 |
| 4.4.3 实验数据分析 |
| 4.5 脑电信号强度视觉预警 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 含水损伤评估 |
| 5.1 基于信息熵-可靠性分析的损伤评估 |
| 5.1.1 声发射信号时域特征波 |
| 5.1.2 损伤因果推理逻辑与可靠性理论 |
| 5.1.3 推理度矩阵 |
| 5.1.4 结构损伤信息熵向量 |
| 5.2 损伤因果推理 |
| 5.2.1 疲劳评估 |
| 5.2.2 原因溯源 |
| 5.3 系统实验 |
| 5.3.1 砂岩含水损伤评估 |
| 5.3.2 损伤源定位 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读博士学位期间取得的成果目录 |
| B.作者在攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| C.作者在攻读博士学位期间取得的奖项 |
| D.学位论文数据集 |
| 致谢 |
四、单轴压力作用下岩石损伤演化特征研究（论文参考文献）
- [1]花岗岩热冲击破裂机理及其定量表征[D]. 何水鑫. 太原理工大学, 2021(01)
- [2]花岗岩高温—水冷循环后物理力学性能及损伤劣化机理研究[D]. 彭海旺. 河北大学, 2021(09)
- [3]受载煤体损伤过程微电流效应及其机理研究[D]. 李德行. 中国矿业大学, 2021
- [4]基于多源信息的深部掘进煤巷冲击冒顶机理试验研究[D]. 史新帅. 中国矿业大学, 2021
- [5]川南龙马溪组页岩力学特性及水力压裂机理研究[D]. 殷鹏飞. 中国矿业大学, 2020
- [6]地表出露海相碳酸盐岩动态力学特性及应力波衰减规律研究 ——以川东北黑池梁地区为例[D]. 邱若华. 中国矿业大学, 2020(07)
- [7]单轴等幅循环加载条件下砂岩的波电特性试验研究及损伤演化分析[D]. 黄真. 重庆交通大学, 2020(01)
- [8]页岩井壁多因素扰动细观损伤特性及稳定性研究[D]. 折海成. 西安理工大学, 2020(01)
- [9]高温后节理花岗岩物理力学性质研究[D]. 赵飞. 中国矿业大学, 2020
- [10]基于声发射的含水岩土安全监测技术研究[D]. 陶锴. 重庆大学, 2020(02)