导读:本文包含了相似材料模拟实验论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:材料,围岩,正交,矿山,火成岩,采矿工程,脆性。
相似材料模拟实验论文文献综述
陶智辉[1]（2019）在《洞穴卸压煤层气开发韧性围岩相似材料模拟实验研究》一文中研究指出构造煤围岩相似材料研发是开展构造煤洞穴卸压煤层气开发物理模拟实验的前提。论文以我国典型构造煤发育区淮北矿区为研究区,采集了构造煤韧性围岩原岩样品,研究了其矿物学、渗透性及岩石力学特征。结合相似理论研究成果及大型模拟设备实验条件,确定了相似材料的相似要求。开展了相似材料原料优选及相似材料配比、成型优选实验方案设计,测试了相似材料试样的渗透率及力学性质参数,确定了相似材料原料选择、优化配比及成型方案。论文研究主要取得了以下认识及成果:(1)研究区构造煤韧性围岩主要为砂质泥岩、粉砂质泥岩及泥岩,主要矿物为石英及伊利石为主的粘土矿物。模拟原岩15 MPa地层压力条件下,韧性围岩叁轴抗压强度平均为90.85 MPa;弹性模量平均为7.16×10~3 MPa;泊松比平均为0.135。(2)基于韧性围岩原型与试样模型应力相似的条件,确定了相似材料的相似原则与相似比。具体包括:(1)相似材料试样需具有较低的原始渗透率;(2)相似材料试样在模拟试验装置5MPa加载条件下不破裂,且叁轴抗压强度为原岩的1/5;(3)相似材料试样弹性模量为原岩的1/5。(3)基于相似材料原料优选实验,选择80目石英砂为骨料,高强建筑石膏及1250目滑石粉为胶结材料,分析纯硼砂为缓凝剂开展实验室构造煤韧性围岩相似材料研发。综合考虑砂胶比、石膏:滑石粉、水与固体用量比、成型压力、成型时间5个因素对相似材料试样渗透性及岩石力学特征的影响,设计了5因素4水平的正交试验。(4)砂胶比对相似材料试样渗透性的影响显着。随着砂胶比增大,相似材料试样的渗透张率明显升高。此外,当胶结材料中石膏:滑石粉<1:2时,相似材料试样渗透率显着增大。(5)砂胶比、石膏:滑石粉、水与固体用量比、成型压力对相似材料岩石力学特征均有影响。其中,砂胶比、石膏:滑石粉对相似材料试样岩石力学参数的影响显着。随着砂胶比增大,相似材料试样叁轴抗压强度、弹性模量均呈减小的趋势。胶结材料中,随着石膏占比增加,相似材料试样叁轴抗压强度、弹性模量均呈增大趋势。(6)基于正交试验结果分析,认为研究区构造煤韧性围岩相似材料最优配比及成型方案为:砂胶比为1:1,石膏:滑石粉为1:1,水与固体用量比为25%,成型压力为16.26MPa(3t压力作用于直径48mm左右的圆柱面),压制成型时间为6h。(本文来源于《中国矿业大学》期刊2019-06-03）
侯旭伟[2]（2019）在《构造煤洞穴卸压煤层气开发脆性围岩相似材料模拟实验研究》一文中研究指出顶底板相似材料研发是构造煤洞穴卸压煤层气开发技术室内模拟试验研究的前提。本文以安徽省淮南矿区刘庄井田为研究区,通过采集井田25#、16-1#、13-1#和11-1#主要可采煤层脆性围岩样品,研究了其岩石学特征,测试了原岩渗透性和岩石力学参数,获得了淮南典型构造煤发育区脆性围岩原岩特征。综合考虑相似材料原料选择、配比、成型条件等因素,设计了五因素、四水平的正交试验方案,测试了相似材料试件的应力敏感性和力学性质特征,并基于应力相似的原则与相似比,确定了最优的相似材料原料选择及配比方案。利用FLAC~(3D)软件模拟了实验室构造煤中水平井眼周围脆性围岩应力、应变及位移分布特征,评价了所研发相似材料应用于室内模拟试验的合理性、安全性。论文研究主要取得了以下认识与成果:(1)研究区构造煤脆性围岩岩性主要为粉砂岩、细粒-中粒砂岩、细粒砂岩和中粒砂岩,岩石薄片观察与XRD衍射分析表明原岩矿物组成以石英、长石为主,次为暗色矿物、云母等。粉砂岩、细粒-中粒砂岩、细粒砂岩和中粒砂岩的5MPa围压下气测渗透率值分别为0.004mD、0.012mD、0.0110mD、0.028mD,且随着有效应力增加,岩样渗透率呈现下降的趋势。低有效应力下,渗透率应力敏感性强,随着有效应力增加,渗透率下降趋缓。卸载过程中,随着有效应力降低,渗透率逐渐恢复,但存在一定的渗透率损失。在15MPa围压条件下,测试原岩抗压强度为133.19~223.58MPa,弹性模量为10.99~22.72×10~3MPa,泊松比为0.16~0.31。(2)基于应力相似的基本原则,对比原岩应力条件与模拟试验平台加载力条件,确定原型与模型的应力相似比C_σ、弹性模量相似比C_E和抗压强度相似比C_(σc)为5。此外,要求脆性围岩原型与相似材料的泊松比尽可能接近。(3)以石英砂作为骨料,石膏、高岭土作为混合胶结材料,硼砂作为缓凝剂,综合考虑砂胶比、水胶比、石土比、成型时间和养护时间对相似材料渗透性及力学特征的影响,开展了正交设计试验。结果表明,试样渗透率和抗压强度主要受砂胶比因素影响,而弹性模量和泊松比主要受水胶比和养护时间的影响。试样渗透率随着砂胶比降低而减小,抗压强度随着砂胶比降低而增大。砂胶比在1:4水平下相似材料试样渗透率较低,能够更好的满足封闭构造煤中气体的目的。相似材料试样抗压强度、弹性模量随砂胶比、水胶比的降低而增大,泊松比随养护时间的延长而增大。综合考虑试样渗透性及岩石力学参数变化特征,认为研究区构造煤脆性围岩相似材料制备过程中砂胶比、水胶比、石土比、成型时间和养护时间的最优水平分别为1:4、1:3.6、3:1、5h和4d。(4)运用FLAC~(3D)数值模拟软件模拟2m×2m×1.5m模型(上下两层砂岩、中间一层煤)中水平钻孔掘进对煤岩的影响,发现应力、应变和位移以钻孔为中心呈对称分布。垂直方向上,应力由钻孔向四周逐渐增大;水平方向上,应力由钻孔向周围逐渐减小。应变量自钻孔中心向四周呈环状递减,且水平方向上以压应变为主,垂直方向上以拉应变为主,垂直方向上位移量大于水平方向。(本文来源于《中国矿业大学》期刊2019-05-01）
崔峰,杨彦斌,来兴平,曹建涛[3]（2019）在《基于微震监测关键层破断诱发冲击地压的物理相似材料模拟实验研究》一文中研究指出为研究冲击倾向性顶板破断及其能量释放规律,采用物理模拟材料模拟实验,结合微震监测仪器、压力传感器,研究实体煤和采空区下回采工作面微震事件的分布特征及其与矿压分布规律之间的关系,分析矿压对煤岩体能量积聚与释放的影响,揭示关键层破断诱冲机制。研究表明:实体煤下微震事件主要发生在工作面前方顶板岩层中,微震事件能量释放值高于采空区下;采空区下微震事件主要发生在工作面后方顶板岩层中,微震事件发生的频次高于实体煤下回采。依据相似定理推导了能量相似比公式,定义物理相似材料模型中覆岩垮落发生大事件的能量值为333.33 J,发现大事件多发生在应力增高区"倒梯形"结构附近。随着工作面距离开切巷距离的缩短,微震事件能量积聚与释放周期随之减小。关键层破断诱发冲击地压时,主关键层积聚弹性能为冲击地压显现提供能量,冲击地压显现的位置一般处在受采动影响的应力增高区。为此,提出控制源头、降低应力集中、降低应力传导效率的控制策略,工程实践效果监测表明工作面顶板得到了有效控制,保障了安全生产。(本文来源于《岩石力学与工程学报》期刊2019年04期）
李春意,刘相臣[4]（2018）在《基于相似材料模拟实验平台的坐标框架构建及精度分析》一文中研究指出相似材料模拟实验中,科学、快速、准确地获取研究对象的位移场信息是实验的重要环节之一,而构建高精度的局部坐标系是获取目标点位空间信息的基础。基于此,提出了一种实用的高精度的相似材料模拟实验平台坐标框架的构建方法,建立了坐标框架误差模型,得出了坐标框架点位中误差计算公式,并通过设计的现场实验对模型进行了分析和验证。结果表明,量距误差分别随尺长改正值和温度改正值的增加而线性增加。在不同仪器测角精度下,坐标框架点位中误差随尺长改正值和温度的增加都呈现先减小后增大的趋势,都存在极小值,并且随着仪器精度的提高,点位中误差逐渐减小。计算得到坐标框架上两待定点点位中误差理论值分别为±0.633mm、±0.558mm,而通过现场实验和分析计算,对应两点的实际点位中误差分别为±0.409mm、±280mm,实测精度值优于理论计算值。(本文来源于《中国矿业》期刊2018年12期）
吴作启,赵立钦,李健[5]（2018）在《基于近景摄影测量的相似材料模拟实验自动监测方法研究》一文中研究指出为了准确获取相似材料模型的变形数据,便捷地绘制良好的变形曲线,编写了一套相似材料模拟实验变形监测数据处理软件。主要功能包括监测点的自动识别与匹配、监测点坐标的获取与消除影像几何畸变平差、变形指标的计算与表达。使用该软件对中国辽宁南票矿区大窑沟煤矿某采煤工作面开采条件下煤层上覆岩层及地表变形与破坏相似材料模拟实验的变形数据进行获取与处理,根据监测数据分析了采空区影响下地表变形与破坏规律,取得了良好的应用效果。(本文来源于《煤矿开采》期刊2018年04期）
张俊文,钟帅[6]（2018）在《一种矿山相似材料模拟实验中双向加压式实验效果对比架装置设计》一文中研究指出针对矿山相似材料模拟实验前期准备阶段中,无法快速准确确定实验时的加水量、加压强度、材料搅拌时间和材料配比数据,降低模拟效果、不利于提高实验仿真度的缺点,提出一种相似材料模拟实验用双向加压对比架装置的设计。该装置具有以下叁方面优点,一是实现不同影响参数的对比实验,快速确定合理实验方案;二是实现模拟架双向同步加压,更加符合矿山压力引起的应力场分步特点;叁是实现成架速度快,极大缩短对比论证实验的搭架周期。(本文来源于《科技经济导刊》期刊2018年04期）
王俊明,谢永刚,聂金玲[7]（2017）在《硬厚火成岩破断相似材料模拟实验研究》一文中研究指出以矿区首采区地质补充勘探工程为基础,结合收集到的井田水文地质、工程地质、工作面开采等相关资料。采用相似材料模拟实验,对采区首采面及后续工作面开采上覆整体移动带坚硬火成岩岩床初次破断及周期破断距进行了模拟研究。结果表明10414工作面火成岩的初次破断距为285~300m,周期破断距为135~150m。研究成果对坚硬覆岩条件下煤层开采具有较重要的理论和实践意义。(本文来源于《勘察科学技术》期刊2017年S1期）
高杰,张少华[8]（2017）在《浅析矿山物理材料相似模拟实验的发展与展望》一文中研究指出在分析矿山物理材料相似模拟实验在中国矿业大学的发展的基础上,着重阐述了补压加载方式的演变与改进,并以气压加载为例进行了补压加载参数的设计。针对传统物理相似材料的不足,提出了一套基于3D打印的矿山物理材料相似模拟实验系统,以达到更节能、环保、精细的相似实验效果。(本文来源于《矿业研究与开发》期刊2017年07期）
白国良,田迎斌[9]（2016）在《采煤沉陷残余变形相似材料模拟实验研究》一文中研究指出随着城镇化进程的加快,城市规模不断扩大,建设用地指标严重不足成为制约我国城镇发展建设的瓶颈。将采煤沉陷地开发为建设用地是破解矿业城镇建发用地瓶颈、拓展城镇发展空间的有效途径。针对残余变形影响下采煤沉陷地建设利用难题,以淮北矿区典型地质采矿条件为原型,建立了相似材料模拟实验模型。通过地表加载试验,分析了地表新增荷载对地基稳定性影响及其移动变形规律;采用采空区浸水软化试验,分析了地下水动态变化对上覆岩层影Ⅱ向及其变形规律;结合试验成果深入分析了采动地基活化机理,研究成果对采煤沉陷地开发利用具有重要参考价值。(本文来源于《2016全国土地复垦与生态修复学术研讨会论文摘要》期刊2016-09-25）
张俊文,钟帅,刘鹏[10]（2016）在《煤矿相似材料模拟实验中自移液压支架式应力采集装置的设计及应用》一文中研究指出针对相似材料模拟实验时缺失对模拟煤层的支护及应力采集,而造成应力传导不连贯、模拟效果差,不利于提高模拟实验仿真度的缺点,提出一种自移液压支架式应力采集装置的设计。该装置具有外观仿真度高,可自行移、降架,并可做到应力数据的直观读取等特点。设计的装置通过新疆屯宝煤矿1154工作面相似材料模拟实验应用,性能可靠、操作简便,对数据采集的精度及准确性有一定促进作用。(本文来源于《煤矿机械》期刊2016年06期）
相似材料模拟实验论文开题报告
（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：
顶底板相似材料研发是构造煤洞穴卸压煤层气开发技术室内模拟试验研究的前提。本文以安徽省淮南矿区刘庄井田为研究区,通过采集井田25#、16-1#、13-1#和11-1#主要可采煤层脆性围岩样品,研究了其岩石学特征,测试了原岩渗透性和岩石力学参数,获得了淮南典型构造煤发育区脆性围岩原岩特征。综合考虑相似材料原料选择、配比、成型条件等因素,设计了五因素、四水平的正交试验方案,测试了相似材料试件的应力敏感性和力学性质特征,并基于应力相似的原则与相似比,确定了最优的相似材料原料选择及配比方案。利用FLAC~(3D)软件模拟了实验室构造煤中水平井眼周围脆性围岩应力、应变及位移分布特征,评价了所研发相似材料应用于室内模拟试验的合理性、安全性。论文研究主要取得了以下认识与成果:(1)研究区构造煤脆性围岩岩性主要为粉砂岩、细粒-中粒砂岩、细粒砂岩和中粒砂岩,岩石薄片观察与XRD衍射分析表明原岩矿物组成以石英、长石为主,次为暗色矿物、云母等。粉砂岩、细粒-中粒砂岩、细粒砂岩和中粒砂岩的5MPa围压下气测渗透率值分别为0.004mD、0.012mD、0.0110mD、0.028mD,且随着有效应力增加,岩样渗透率呈现下降的趋势。低有效应力下,渗透率应力敏感性强,随着有效应力增加,渗透率下降趋缓。卸载过程中,随着有效应力降低,渗透率逐渐恢复,但存在一定的渗透率损失。在15MPa围压条件下,测试原岩抗压强度为133.19~223.58MPa,弹性模量为10.99~22.72×10~3MPa,泊松比为0.16~0.31。(2)基于应力相似的基本原则,对比原岩应力条件与模拟试验平台加载力条件,确定原型与模型的应力相似比C_σ、弹性模量相似比C_E和抗压强度相似比C_(σc)为5。此外,要求脆性围岩原型与相似材料的泊松比尽可能接近。(3)以石英砂作为骨料,石膏、高岭土作为混合胶结材料,硼砂作为缓凝剂,综合考虑砂胶比、水胶比、石土比、成型时间和养护时间对相似材料渗透性及力学特征的影响,开展了正交设计试验。结果表明,试样渗透率和抗压强度主要受砂胶比因素影响,而弹性模量和泊松比主要受水胶比和养护时间的影响。试样渗透率随着砂胶比降低而减小,抗压强度随着砂胶比降低而增大。砂胶比在1:4水平下相似材料试样渗透率较低,能够更好的满足封闭构造煤中气体的目的。相似材料试样抗压强度、弹性模量随砂胶比、水胶比的降低而增大,泊松比随养护时间的延长而增大。综合考虑试样渗透性及岩石力学参数变化特征,认为研究区构造煤脆性围岩相似材料制备过程中砂胶比、水胶比、石土比、成型时间和养护时间的最优水平分别为1:4、1:3.6、3:1、5h和4d。(4)运用FLAC~(3D)数值模拟软件模拟2m×2m×1.5m模型(上下两层砂岩、中间一层煤)中水平钻孔掘进对煤岩的影响,发现应力、应变和位移以钻孔为中心呈对称分布。垂直方向上,应力由钻孔向四周逐渐增大;水平方向上,应力由钻孔向周围逐渐减小。应变量自钻孔中心向四周呈环状递减,且水平方向上以压应变为主,垂直方向上以拉应变为主,垂直方向上位移量大于水平方向。
（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。
相似材料模拟实验论文参考文献
[1].陶智辉.洞穴卸压煤层气开发韧性围岩相似材料模拟实验研究[D].中国矿业大学.2019
[2].侯旭伟.构造煤洞穴卸压煤层气开发脆性围岩相似材料模拟实验研究[D].中国矿业大学.2019
[3].崔峰,杨彦斌,来兴平,曹建涛.基于微震监测关键层破断诱发冲击地压的物理相似材料模拟实验研究[J].岩石力学与工程学报.2019
[4].李春意,刘相臣.基于相似材料模拟实验平台的坐标框架构建及精度分析[J].中国矿业.2018
[5].吴作启,赵立钦,李健.基于近景摄影测量的相似材料模拟实验自动监测方法研究[J].煤矿开采.2018
[6].张俊文,钟帅.一种矿山相似材料模拟实验中双向加压式实验效果对比架装置设计[J].科技经济导刊.2018
[7].王俊明,谢永刚,聂金玲.硬厚火成岩破断相似材料模拟实验研究[J].勘察科学技术.2017
[8].高杰,张少华.浅析矿山物理材料相似模拟实验的发展与展望[J].矿业研究与开发.2017
[9].白国良,田迎斌.采煤沉陷残余变形相似材料模拟实验研究[C].2016全国土地复垦与生态修复学术研讨会论文摘要.2016
[10].张俊文,钟帅,刘鹏.煤矿相似材料模拟实验中自移液压支架式应力采集装置的设计及应用[J].煤矿机械.2016
论文知识图
![平面应力相似模拟试验架[18]](http://image.cnki.net/GetImage.ashx?id=1013294269.nh0005&suffix=.jpg)
