含瓦斯煤巖固氣耦合失穩(wěn)理論與實驗研究

前言
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 巖石流變理論研究進展
1.2.2 巖石損傷本構(gòu)模型研究現(xiàn)狀
1.2.3 穩(wěn)定性問題研究現(xiàn)狀概述
1.2.4 瓦斯?jié)B流及固氣耦合研究現(xiàn)狀
第2章 含瓦斯煤巖力學性質(zhì)、蠕變特性以及滲透特性的實驗研究
2.1 實驗系統(tǒng)描述
2.2 試樣制備
2.3 實驗準備
2.4 含瓦斯煤巖力學性質(zhì)的實驗研究
2.4.1 含瓦斯煤巖變形特性研究
2.4.2 含瓦斯煤巖三軸抗壓強度研究
2.4.3 含瓦斯煤巖破壞形式研究
2.5 含瓦斯煤巖蠕變特性實驗研究
2.5.1 煤巖蠕變的一般規(guī)律
2.5.2 含瓦斯煤巖蠕變試驗結(jié)果與分析
2.5.3 衰減蠕變階段
2.5.4 穩(wěn)態(tài)蠕變階段
2.5.5 加速蠕變階段
2.6 含瓦斯煤巖滲透特性實驗研究
2.6.1 實驗結(jié)果
2.6.2 圍壓對含瓦斯煤巖滲透率的影響
2.6.3 瓦斯壓力對含瓦斯煤巖滲透率的影響
2.6.4 應力—應變?nèi)^程對含瓦斯煤巖滲透率的影響
第3章 含瓦斯煤巖非線性黏彈塑性流變模型研究
3.1 巖石類材料流變模型
3.1.1 三種基本元件
3.1.2 組合模型
3.2 流變模型的三維本構(gòu)關(guān)系
3.2.1 黏彈性問題的對應原理
3.2.2 黏彈性三維本構(gòu)關(guān)系
3.2.3 黏彈塑性模型三維本構(gòu)關(guān)系
3.3 流變模型辨識
3.3.1 系統(tǒng)辨識概述
3.3.2 巖石類材料流變模型類屬
3.3.3 流變模型參數(shù)確定
3.3.4 流變模型結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定
3.3.5 流變模型驗證
3.4 含瓦斯煤巖非線性黏彈塑性流變模型
3.4.1 線性黏彈性流變模型
3.4.2 非線性黏彈塑性流變模型
3.5 含瓦斯煤巖三維非線性流變模型
3.5.1 含瓦斯煤巖一維流變模型
3.5.2 含瓦斯煤巖三維流變模型
3.5.3 含瓦斯煤巖三維流變模型參數(shù)確定及實驗驗證
第4章 含瓦斯煤巖彈塑性耦合損傷本構(gòu)模型研究
4.1 連續(xù)介質(zhì)力學基本方程及內(nèi)變量理論
4.1.1 連續(xù)介質(zhì)力學基本方程
4.1.2 內(nèi)變量理論
4.2 連續(xù)介質(zhì)損傷力學基本概念及理論
4.2.1 損傷變量
4.2.2 損傷有效應力
4.2.3 損傷熱力學基礎(chǔ)
4.2.4 損傷的度量
4.2.5 損傷動力學演化規(guī)律
4.2.6 彈（黏）塑性變形損傷耦合
4.3 彈塑性本構(gòu)模型基本理論
4.3.1 屈服面與后繼屈服面
4.3.2 巖石類材料的強化規(guī)律
4.3.3 塑性流動法則
4.3.4 加載準則
4.4 含瓦斯煤巖有效應力原理
4.4.1 不考慮損傷的含瓦斯煤巖有效應力
4.4.2 考慮損傷的含瓦斯煤巖有效應力
4.5 含瓦斯煤巖彈塑性耦合損傷本構(gòu)模型的建立
4.5.1 熱力學框架
4.5.2 彈塑性描述
4.5.3 各向異性損傷描述
4.5.4 模型參數(shù)的確定與實驗驗證
4.6 本章小結(jié)
第5章 含瓦斯煤巖固氣耦合動態(tài)模型與數(shù)值模擬研究
5.1 基本假設
5.2 孔隙度與滲透率的動態(tài)模型
5.3 有限單元法基本方程
5.4 平衡方程
5.4.1 平衡方程基本格式
5.4.2 平衡方程空間離散化
5.4.3 平衡方程時間離散化
5.5 連續(xù)性方程
5.5.1 連續(xù)性方程基本格式
5.5.2 連續(xù)性方程空間離散化
5.5.3 連續(xù)性方程時間離散化
5.6 總體控制方程
5.7 多物理場耦合軟件COMSOL—MultiplWsics簡介
5.7.1 軟件的組成及功能模塊
5.7.2 COMSOL—Multiphysics建模過程
5.7.3 COMSOL—Multiphysics軟件特征
5.8 含瓦斯煤巖固氣耦合COMSOL有限元數(shù)值模擬
5.8.1 模型簡化與假設
5.8.2 含瓦斯煤巖本構(gòu)模型及參數(shù)
5.8.3 模型計算尺寸及邊界條件
5.8.4 有限元模型計算結(jié)果與分析
5.8.5 考慮Klinkenberg效應的有限元模型計算結(jié)果與分析
5.9 本章小結(jié)
第6章 含瓦斯煤巖失穩(wěn)準則及判據(jù)研究
6.1 含瓦斯煤巖失穩(wěn)分析
6.2 初等突變理論概述
6.2.1 重要概念
6.2.2 初等突變理論的應用
6.2.3 突變圖形分析
6.2.4 利用尖點突變模型解決問題的一般步驟
6.3 含瓦斯煤巖尖點突變失穩(wěn)模型
6.3.1 Cook剛度判據(jù)與巖體系統(tǒng)動力失穩(wěn)現(xiàn)象的基本特征
6.3.2 試驗機—試樣系統(tǒng)的分析模型
6.3.3 含瓦斯煤巖蠕變失穩(wěn)尖點突變模型
6.4 巖石類材料強度準則
6.4.1 Coulomb強度準則
6.4.2 Hoek—Brown強度準則
6.4.3 Mohr強度準則
6.4.4 Griffith強度準則
6.4.5 Drucker—Prage強度準則
6.4.6 Murrell強度準則
6.4.7 冪函數(shù)強度準則
6.4.8 雙剪統(tǒng)—強度準則
6.5 中間主應力的影響
6.5.1 中間主應力對巖石強度的影響
6.5.2 中間主應力對巖石變形的影響
6.6 含瓦斯煤巖強度準則
6.6.1 含瓦斯煤巖強度準則的提出
6.6.2 含瓦斯煤巖強度準則的實驗驗證
6.7 本章小結(jié)
第7章 煤與瓦斯突出模擬實驗研究
7.1 煤與瓦斯突出模擬實驗系統(tǒng)的研制
7.1.1 煤與瓦斯突出模擬實驗系統(tǒng)研制進展
7.1.2 煤與瓦斯突出模擬實驗系統(tǒng)研制思路
7.1.3 煤與瓦斯突出模擬實驗系統(tǒng)
7.2 煤與瓦斯突出模擬實驗研究
7.2.1 煤與瓦斯突出模擬實驗準備過程
7.2.2 煤與瓦斯突出模擬實驗研究
7.3 含水率對煤與瓦斯突出強度影響的實驗研究
7.4 不同荷載條件下煤與瓦斯突出強度的實驗研究
7.5 本章小結(jié)
參考文獻