深部巷道损伤机理演化规律透明相似材料人工智能论文

1、深部巷道围岩变形损伤机理及破裂演化规律研究【摘要】 随着煤炭开采深度的增加,巷道围岩的稳定性维护问题越来越突出,严重制约着矿井的安全、经济和高效发展。合理解决该问题的关键和首要任务是准确把握开挖等工程扰动引起巷道围岩变形破裂的机理及其演化规律,为下一步提出安全可靠、经济合理的支护技术方案提供理论依据。本文结合国家自然科学基金项目(50674083)和教育部科学技术重点项目(106085),以平煤集团十二矿千米埋深的软岩巷道为工程背景,采用三维物理模拟、细观数值模拟和人工智能技术,对深部巷道掘进过程中围岩的变形破裂机理及演化规律进行研究。主要研究结果和结论如下:(1)研制了深部巷道围岩透明相似材

2、料和配套的模型台架,以及模型加载和数据采集装置,满足了透明相似材料三维可视化模型试验的要求,同时将激光与夜光粉相结合改善了数字图形的采集质量;提出了采用正交数值试验与人工智能预测技术相结合的PFC模型参数确定方法,为快速确定合适的模型参数提供了一种科学高效的途径。(2)分别采用透明相似材料物理模拟和PFC3D细观数值模拟的方法对深部巷道开挖过程中的围岩变形破裂过程进行研究,获得了巷道围岩的变形破裂演化规律:围岩的变形演化过程具有地震波的构成及传播特. 更多还原【Abstract】 Along with the increase of coal mining depth, the pr

3、oblem of rock stabilization around deep tunnels is getting more and more prominent, which influences seriously the security, economical and highly effective development. To solve this question reasonably, the key and the most important task is to master correctly the mechanism and evolution law of r

4、ock deformation and cracking induced by engineering disturbances around the tunnels, so as to provide theoretical basis for designing the rock suppo. 更多还原 【关键词】 深部巷道； 损伤机理； 演化规律； 透明相似材料； 人工智能； 【Key words】 deep tunnel； mechanism of damage； evolution law； transparent simulation material； artifici

5、al intelligence；摘要 6-7 Abstract 7-8 图清单 15-19 表清单 19-20 1 绪论 20-28 1.1 研究目的与意义 20 1.2 国内外研究现状 20-25 1.3 现有研究存在的问题 25 1.4 研究内容、方法及技术方案 25-27 1.5 主要创新点 27-28 2 深部巷道围岩透明相似材料及试验系统的研制 28-46 2.1 概述 28 2.2 透明相似材料的研制 28-36 2.3 试验台架与加载装置的研制 36-39 2.4 数据测试系统的研制 39-45 2.5 本章小结 45-46 3 深部巷道围岩变形破裂机理的透明相似材料试验研究 46-60 3.1 试验参数 46-47 3.2 试验过程 47-50 3.3 试验结果分析 50-57 3.4 围岩变形破裂机理分析 57-59 3.5 本章小结 59-60 4 深部巷道围岩变形破裂演化规律的细观数值试验研究 60-83 4.1 PFC 简介 60-62 4.2 岩石细观参数对宏观特性的影响研究 62-71 4.3 数值模型的建立及参数确定 71-73 4.4 数值试验结果分析 73-79 4.5 围岩变形演化规律的理论解析研究 79-82 4.6 本章小结 82-83 5 深部巷道围岩变形演化规律的智能模拟及预测研究 83-91 5.1