| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 1 绪论 | 第27-41页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第27-28页 |
| 1.2 国内外研究现状及存在的问题 | 第28-38页 |
| 1.2.1 岩石类材料动态研究现状 | 第28-29页 |
| 1.2.2 煤岩动载荷作用下的实验研究现状 | 第29-32页 |
| 1.2.3 煤体动态本构模型的研究现状 | 第32-36页 |
| 1.2.4 动载荷作用下煤体破碎能量耗散规律研究现状 | 第36-38页 |
| 1.2.5 煤体动态力学性质研究存在的问题 | 第38页 |
| 1.3 本文的主要研究内容与方法 | 第38-41页 |
| 1.3.1 主要研究内容 | 第38-39页 |
| 1.3.2 研究方法与技术路线 | 第39-41页 |
| 2 冲击载荷下煤体力学特性与应变率效应研究 | 第41-74页 |
| 2.1 引言 | 第41-42页 |
| 2.2 试件的制备 | 第42-46页 |
| 2.2.1 煤体的基本参数 | 第42-43页 |
| 2.2.2 静力学试件的制备 | 第43-44页 |
| 2.2.3 动态实验试件的制备 | 第44-46页 |
| 2.3 静载荷作用下煤体力学特性试验研究 | 第46-48页 |
| 2.4 SHPB基本原理 | 第48-53页 |
| 2.4.1 SHPB实验技术简介 | 第48-51页 |
| 2.4.2 入射波形控制 | 第51-52页 |
| 2.4.3 SHPB测量系统标定 | 第52页 |
| 2.4.4 试件的设计与要求 | 第52-53页 |
| 2.5 煤体的动态力学实验 | 第53-72页 |
| 2.5.1 动态力学实验过程 | 第53-57页 |
| 2.5.2 实验波形 | 第57-58页 |
| 2.5.3 实验应变率 | 第58-59页 |
| 2.5.4 煤体动态应力-应变曲线分析 | 第59-63页 |
| 2.5.5 煤体动态强度与应变率 | 第63-66页 |
| 2.5.6 峰值应变与应变率 | 第66-67页 |
| 2.5.7 动态弹性模量与应变率 | 第67-68页 |
| 2.5.8 动态应力增长因子(DIF)与应变率 | 第68-71页 |
| 2.5.9 动态应变增长因子(DEIF)与应变率 | 第71-72页 |
| 2.6 本章小结 | 第72-74页 |
| 3 冲击载荷下煤体率型本构关系研究 | 第74-89页 |
| 3.1 引言 | 第74-75页 |
| 3.2 岩石类材料的本构模型简介 | 第75-78页 |
| 3.2.1 动态损伤累积模型 | 第75页 |
| 3.2.2 TCK模型 | 第75页 |
| 3.2.3 HJC模型 | 第75-76页 |
| 3.2.4 过应力模型 | 第76-77页 |
| 3.2.5 ZWT模型 | 第77-78页 |
| 3.3 改进的煤体动态本构模型 | 第78-87页 |
| 3.3.1 煤体动态变形过程特征 | 第78-79页 |
| 3.3.2 煤体动态本构模型的建立 | 第79-81页 |
| 3.3.3 本构方程在实验中的拟合 | 第81-87页 |
| 3.4 本章小结 | 第87-89页 |
| 4 冲击载荷下煤体破坏的能量耗散规律研究 | 第89-115页 |
| 4.1 引言 | 第89-90页 |
| 4.2 SHPB压杆试验中的能量构成 | 第90-92页 |
| 4.3 实验计算结果与分析 | 第92-106页 |
| 4.3.1 煤体冲击破坏的宏观分析 | 第92-95页 |
| 4.3.2 冲击载荷作用下试件能量的计算 | 第95-96页 |
| 4.3.3 应变率及入射能与子弹速度 | 第96-97页 |
| 4.3.4 破碎功、能量耗散率与应变率 | 第97-99页 |
| 4.3.5 总吸收能、能量吸收率与应变率 | 第99-105页 |
| 4.3.6 煤体的动态强度与能耗密度 | 第105-106页 |
| 4.4 破碎煤体的块度分形研究 | 第106-113页 |
| 4.4.1 分维理论 | 第106-107页 |
| 4.4.2 实验碎块的块度分维 | 第107-110页 |
| 4.4.3 实验结果分析 | 第110-111页 |
| 4.4.4 实验碎块的平均粒径 | 第111-113页 |
| 4.5 本章小结 | 第113-115页 |
| 5 冲击载荷下煤体破断的数值模拟及对煤与瓦斯突出的影响 | 第115-142页 |
| 5.1 煤体动态本构方程的数值模拟 | 第115-120页 |
| 5.1.1 本构模型模拟程序开发 | 第116-118页 |
| 5.1.2 SHPB数值模型建立 | 第118-119页 |
| 5.1.3 模拟结果分析 | 第119-120页 |
| 5.2 瓦斯突出过程的能量分析 | 第120-126页 |
| 5.2.1 瓦斯膨胀能 | 第120-122页 |
| 5.2.2 煤体弹性潜能 | 第122-123页 |
| 5.2.3 煤体破碎能 | 第123-125页 |
| 5.2.4 煤与瓦斯突出的能量分析 | 第125-126页 |
| 5.3 冲击载荷作用下煤体破断的数值模拟与现场分析 | 第126-138页 |
| 5.3.1 模型的建立 | 第126-127页 |
| 5.3.2 30MPa突加荷载的数值模拟 | 第127-131页 |
| 5.3.3 50MPa突加荷载的数值模拟 | 第131-134页 |
| 5.3.4 70MPa突加荷载的数值模拟 | 第134-138页 |
| 5.4 煤体在冲击荷载作用下的损伤形式 | 第138-140页 |
| 5.5 本章小结 | 第140-142页 |
| 6 主要结论及展望 | 第142-145页 |
| 6.1 主要结论 | 第142-143页 |
| 6.2 创新点 | 第143-144页 |
| 6.3 不足之处与展望 | 第144-145页 |
| 参考文献 | 第145-156页 |
| 致谢 | 第156-157页 |
| 作者简介及读博期间主要科研成果 | 第157-158页 |
