深部巷道損傷機(jī)理演化規(guī)律透明相似材料人工智能論文

1、深部巷道圍巖變形損傷機(jī)理及破裂演化規(guī)律研究【摘要】 隨著煤炭開(kāi)采深度的增加,巷道圍巖的穩(wěn)定性維護(hù)問(wèn)題越來(lái)越突出,嚴(yán)重制約著礦井的安全、經(jīng)濟(jì)和高效發(fā)展。合理解決該問(wèn)題的關(guān)鍵和首要任務(wù)是準(zhǔn)確把握開(kāi)挖等工程擾動(dòng)引起巷道圍巖變形破裂的機(jī)理及其演化規(guī)律,為下一步提出安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的支護(hù)技術(shù)方案提供理論依據(jù)。本文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(50674083)和教育部科學(xué)技術(shù)重點(diǎn)項(xiàng)目(106085),以平煤集團(tuán)十二礦千米埋深的軟巖巷道為工程背景,采用三維物理模擬、細(xì)觀數(shù)值模擬和人工智能技術(shù),對(duì)深部巷道掘進(jìn)過(guò)程中圍巖的變形破裂機(jī)理及演化規(guī)律進(jìn)行研究。主要研究結(jié)果和結(jié)論如下:(1)研制了深部巷道圍巖透明相似材

2、料和配套的模型臺(tái)架,以及模型加載和數(shù)據(jù)采集裝置,滿足了透明相似材料三維可視化模型試驗(yàn)的要求,同時(shí)將激光與夜光粉相結(jié)合改善了數(shù)字圖形的采集質(zhì)量;提出了采用正交數(shù)值試驗(yàn)與人工智能預(yù)測(cè)技術(shù)相結(jié)合的PFC模型參數(shù)確定方法,為快速確定合適的模型參數(shù)提供了一種科學(xué)高效的途徑。(2)分別采用透明相似材料物理模擬和PFC3D細(xì)觀數(shù)值模擬的方法對(duì)深部巷道開(kāi)挖過(guò)程中的圍巖變形破裂過(guò)程進(jìn)行研究,獲得了巷道圍巖的變形破裂演化規(guī)律:圍巖的變形演化過(guò)程具有地震波的構(gòu)成及傳播特. 更多還原【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. 更多還原 【關(guān)鍵詞】 深部巷道； 損傷機(jī)理； 演化規(guī)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 圖清單 15-19 表清單 19-20 1 緒論 20-28 1.1 研究目的與意義 20 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 20-25 1.3 現(xiàn)有研究存在的問(wèn)題 25 1.4 研究?jī)?nèi)容、方法及技術(shù)方案 25-27 1.5 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn) 27-28 2 深部巷道圍巖透明相似材料及試驗(yàn)系統(tǒng)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 試驗(yàn)臺(tái)架與加載裝置的研制 36-39 2.4 數(shù)據(jù)測(cè)試系統(tǒng)的研制 39-45 2.5 本章小結(jié) 45-46 3 深部巷道圍巖變形破裂機(jī)理的透明相似材料試驗(yàn)研究 46-60 3.1 試驗(yàn)參數(shù) 46-47 3.2 試驗(yàn)過(guò)程 47-50 3.3 試驗(yàn)結(jié)果分析 50-57 3.4 圍巖變形破裂機(jī)理分析 57-59 3.5 本章小結(jié) 59-60 4 深部巷道圍巖變形破裂演化規(guī)律的細(xì)觀數(shù)值試驗(yàn)研究 60-83 4.1 PFC 簡(jiǎn)介 60-62 4.2 巖石細(xì)觀參數(shù)對(duì)宏觀特性的影響研究 62-71 4.3 數(shù)值模型的建立及參數(shù)確定 71-73 4.4 數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果分析 73-79 4.5 圍巖變形演化規(guī)律的理論解析研究 79-82 4.6 本章小結(jié) 82-83 5 深部巷道圍巖變形演化規(guī)律的智能模擬及預(yù)測(cè)研究 83-91 5.1