| 摘要 | 第4-8页 |
| abstract | 第8-12页 |
| 1 绪论 | 第18-34页 |
| 1.1 论文的研究背景与意义 | 第18-20页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第20-29页 |
| 1.2.1 煤岩冲击破坏特征研究现状 | 第20-25页 |
| 1.2.2 数字图像处理在煤岩领域应用的研究现状 | 第25-27页 |
| 1.2.3 煤岩冲击破坏数值模拟研究现状 | 第27-29页 |
| 1.3 存在的不足及进一步需要研究的问题 | 第29-30页 |
| 1.3.1 存在的不足 | 第29页 |
| 1.3.2 需要进一步研究的问题 | 第29-30页 |
| 1.4 研究内容、方法和和技术路线 | 第30-34页 |
| 1.4.1 主要研究内容 | 第30-31页 |
| 1.4.2 研究方法和技术路线 | 第31-34页 |
| 2 煤岩冲击破坏图像处理方法研究 | 第34-70页 |
| 2.1 数字图像处理技术基础 | 第35-39页 |
| 2.1.1 数字图像处理的基本概念 | 第35-36页 |
| 2.1.2 数字图像的预处理方法 | 第36-38页 |
| 2.1.3 煤岩图像分割 | 第38-39页 |
| 2.2 SHPB实验中煤岩图像的滤波和增强方法 | 第39-44页 |
| 2.2.1 煤岩图像滤波 | 第39-40页 |
| 2.2.2 平均曲率流算法 | 第40-42页 |
| 2.2.3 煤岩图像的直方图均衡化 | 第42-44页 |
| 2.3 SHPB实验中煤岩图像的超分辨率重构 | 第44-47页 |
| 2.3.1 超分辨率重构简介 | 第44页 |
| 2.3.2 煤岩图像的超分辨率重构 | 第44-46页 |
| 2.3.3 SHPB实验中相机帧率和分辨率 | 第46页 |
| 2.3.4 煤岩图像超分辨率重构后的结果 | 第46-47页 |
| 2.4 传统煤岩裂纹识别方法 | 第47-51页 |
| 2.4.1 基于灰度值和几何形态的煤岩体裂纹识别算法 | 第48-49页 |
| 2.4.2 基于支持向量机的煤岩体裂纹识别算法 | 第49-51页 |
| 2.5 基于深度学习的煤岩裂纹自动识别方法 | 第51-61页 |
| 2.5.1 CrackSHPB模型的建立与实现 | 第52-57页 |
| 2.5.2 SHPB数据集的创建 | 第57-60页 |
| 2.5.3 CrackSHPB模型训练结果分析 | 第60-61页 |
| 2.6 煤岩裂纹识别算法的评价指标 | 第61-63页 |
| 2.6.1 混淆矩阵 | 第61-62页 |
| 2.6.2 ROC曲线及其面积 | 第62-63页 |
| 2.7 SHPB实验煤岩裂纹自动识别结果 | 第63-68页 |
| 2.8 本章小结 | 第68-70页 |
| 3 煤岩冲击破坏实验研究 | 第70-86页 |
| 3.1 SHPB原理及实验系统介绍 | 第70-77页 |
| 3.1.1 SHPB实验原理 | 第70-73页 |
| 3.1.2 巴西圆盘劈裂实验 | 第73-75页 |
| 3.1.3 实验测试系统介绍 | 第75-77页 |
| 3.2 煤岩试样和实验步骤介绍 | 第77-80页 |
| 3.2.1 煤岩试样制作 | 第77-80页 |
| 3.2.2 煤岩冲击破坏实验步骤 | 第80页 |
| 3.3 实验结果 | 第80-84页 |
| 3.3.1 煤岩破坏视频图像数据 | 第80-82页 |
| 3.3.2 SHPB实验应力波曲线 | 第82-84页 |
| 3.4 本章小结 | 第84-86页 |
| 4 煤岩冲击破坏的动力学参数研究 | 第86-112页 |
| 4.1 SHPB应力波信号的滤波方法 | 第86-92页 |
| 4.1.1 SHPB应力波信号典型滤波算法 | 第86-88页 |
| 4.1.2 基于HHT的SHPB应力波信号滤波算法 | 第88-90页 |
| 4.1.3 滤波结果 | 第90-92页 |
| 4.2 煤岩冲击破坏试验本构曲线分析 | 第92-95页 |
| 4.2.1 煤岩冲击破坏应力-应变曲线分析 | 第92-94页 |
| 4.2.2 煤岩冲击破坏时间-应变曲线分析 | 第94-95页 |
| 4.3 煤岩冲击破坏过程中的能量特征 | 第95-98页 |
| 4.3.1 SHPB冲击实验过程能量组成 | 第96-97页 |
| 4.3.2 煤岩冲击过程中应变能演化规律 | 第97-98页 |
| 4.4 煤岩冲击破坏的应变率特征 | 第98-101页 |
| 4.4.1 应变率对动态抗拉强度的影响 | 第98-100页 |
| 4.4.2 应变率对能量特征的影响 | 第100-101页 |
| 4.5 层理对煤体的动力学特征的影响 | 第101-103页 |
| 4.6 冲击速度对煤岩动力学特征的影响 | 第103-110页 |
| 4.6.1 冲击速度对煤岩体应变率及动态抗拉强度的影响 | 第103-105页 |
| 4.6.2 冲击速度对煤岩体破坏应变的影响 | 第105-106页 |
| 4.6.3 冲击速度对煤岩体能量参数的影响 | 第106-108页 |
| 4.6.4 实验结果 | 第108-110页 |
| 4.7 本章小结 | 第110-112页 |
| 5 煤岩冲击破坏的裂纹扩展研究 | 第112-130页 |
| 5.1 煤岩冲击破坏过程中裂纹定量化和特征提取 | 第112-119页 |
| 5.1.1 裂纹面积及其增长速率的计算方法 | 第112-114页 |
| 5.1.2 裂纹特征提取方法 | 第114-116页 |
| 5.1.3 裂纹沿X-Y方向扩展速率计算方法 | 第116-118页 |
| 5.1.4 HALCON软件介绍 | 第118-119页 |
| 5.2 煤岩冲击破坏过程中裂纹的扩展规律 | 第119-125页 |
| 5.2.1 裂纹面积增长速率及沿X-Y方向扩展速率 | 第119-121页 |
| 5.2.2 煤岩体破坏形态 | 第121-125页 |
| 5.3 煤岩冲击破坏过程的分形损伤分析 | 第125-128页 |
| 5.3.1 分形和分形维数 | 第125-126页 |
| 5.3.2 分形维数计算方法 | 第126页 |
| 5.3.3 煤岩体裂纹的分形维数计算 | 第126-128页 |
| 5.4 本章小结 | 第128-130页 |
| 6 煤岩冲击破坏动力学特征与裂纹扩展特征的对比研究 | 第130-148页 |
| 6.1 冲击速度对煤岩体裂纹扩展特征的影响 | 第130-135页 |
| 6.2 冲击应力对煤岩体裂纹扩展特征的影响 | 第135-141页 |
| 6.2.1 应力连续变化特征与裂纹扩展特征的关系 | 第135-139页 |
| 6.2.2 应力下降速率与裂纹扩展特征的关系 | 第139-140页 |
| 6.2.3 应力峰值与裂纹扩展特征的关系 | 第140-141页 |
| 6.3 冲击应变对煤岩体裂纹扩展特征的影响 | 第141-145页 |
| 6.3.1 应变连续变化特征与裂纹扩展特征的关系 | 第141-143页 |
| 6.3.2 应变率与裂纹扩展特征的关系 | 第143-144页 |
| 6.3.3 峰值应变与裂纹扩展特征的关系 | 第144-145页 |
| 6.4 本章小结 | 第145-148页 |
| 7 近场动力学在煤岩冲击破坏模拟中的应用 | 第148-170页 |
| 7.1 近场动力学介绍 | 第148-154页 |
| 7.1.1 近场动力学基础 | 第149-150页 |
| 7.1.2 物体变形 | 第150-151页 |
| 7.1.3 力密度 | 第151-152页 |
| 7.1.4 近场动力学状态 | 第152页 |
| 7.1.5 应变能密度 | 第152-153页 |
| 7.1.6 运动方程 | 第153页 |
| 7.1.7 初始和约束条件 | 第153-154页 |
| 7.2 以键为基础的非局部近场动力学理论 | 第154-156页 |
| 7.3 近场动力学理论的刚体冲击问题 | 第156-157页 |
| 7.4 SHPB冲击煤岩巴西圆盘模型建立 | 第157-159页 |
| 7.5 模拟结果 | 第159-168页 |
| 7.5.1 岩石模拟结果 | 第159-165页 |
| 7.5.2 煤样模拟结果 | 第165-168页 |
| 7.6 本章小结 | 第168-170页 |
| 8 结论与展望 | 第170-174页 |
| 8.1 结论 | 第170-172页 |
| 8.2 创新点 | 第172-173页 |
| 8.3 不足与展望 | 第173-174页 |
| 参考文献 | 第174-188页 |
| 致谢 | 第188-190页 |
| 作者简介 | 第190-191页 |
