相似模擬及其在盾構施工煤礦斜井中的應用

第1章相似理論 1.1基本概念 1.1.1幾何相似 1.1.2相似現(xiàn)象 1.1.3相似常數(shù) 1.1.4相似指標 1.1.5相似準則 1.1.6原型與模型 1.2相似三定理 1.2.1相似第一定理 1.2.2相似第二定理 1.2.3相似第三定理 1.3相似準則的推導 1.3.1相似轉換法 1.3.2因次分析法 1.3.3矩陣法 1.4模擬試驗的相似條件 1.4.1現(xiàn)象分析 1.4.2幾何相似條件 1.4.3應力應變關系相似條件 1.4.4應力相似條件 1.4.5變形相似條件 1.4.6邊界相似條件 1.4.7破壞相似條件 1.4.8時間相似條件 第2章巖石相似材料及配比確定方法 2.1相似材料配比的表示方法 2.1.1膠結材料加水 2.1.2單一膠結材料 2.1.3兩種膠結材料 2.1.4多種膠結材料 2.2相似材料原料的性質及選擇 2.2.1相似材料原料選擇的原則 2.2.2膠結材料 2.2.3充填材料 2.2.4添加劑 2.3相似材料配比正交試驗方法 2.3.1正交試驗設計方法概述 2.3.2正交試驗設計常用概念 2.3.3正交試驗設計方法 2.3.4試驗結果的數(shù)據(jù)處理 2.4水泥、石膏、碳酸鈣膠結相似材料配比確定方法 2.4.1相似材料原料 2.4.2正交試驗設計 2.4.3試件制備方法 2.4.4試件物理力學試驗 2.4.5試驗結果分析 2.4.6相似材料配比確定方法 2.5含水地層相似材料配比確定方法 2.5.1相似材料原料 2.5.2正交試驗設計 2.5.3試件制作 2.5.4物理力學試驗 2.5.5試驗結果分析 第3章相似材料的物理力學性質 3.1相似材料制備 3.1.1相似材料制作工藝 3.1.2相似材料試件制備 3.1.3相似材料模型物理力學參數(shù)的測定 3.2相似材料的物理力學特性 3.2.1石膏膠結相似材料 3.2.2水泥膠結相似材料 3.2.3石蠟、凡士林膠結相似材料 3.2.4塑料膠結相似材料 3.2.5其他膠結劑制作相似材料 3.3影響相似材料物理力學特性因素分析 3.3.1膠結材料的影響規(guī)律 3.3.2充填材料的影響規(guī)律 3.3.3添加劑的影響規(guī)律 3.3.4用水量的影響規(guī)律 3.3.5含水率的影響規(guī)律 3.3.6相似材料的尺寸效應 3.3.7相似材料的溫度效應 3.3.8相似材料的動力學效應 第4章相似模型試驗裝備與模型設計制作 4.1相似模型試驗臺 4.1.1試驗臺主體結構 4.1.2試驗臺加載方式 4.1.3測試傳感器與儀表 4.1.4試驗臺邊界效應與處理 4.2相似模擬試驗設計與制作工藝 4.2.1相似準則的選擇和調整 4.2.2相似常數(shù)的選取 4.2.3原型分析與模型參數(shù) 4.2.4相似材料原料的選擇及配比的確定原則 4.2.5相似材料模型的制作方法 4.2.6相似材料模型的養(yǎng)護 4.2.7試驗規(guī)劃 4.2.8數(shù)據(jù)采集與結果分析 第5章煤層開采影響的模型試驗研究 5.1概述 5.2工程概況及模擬區(qū)域 5.2.1工程概況 5.2.2模擬區(qū)域 5.3平面相似材料模型試驗 5.3.1試驗目的及內容 5.3.2模型試驗設計 5.3.3模型試驗監(jiān)測 5.3.4模型試驗過程 5.3.5模型試驗結果 5.3.6模型試驗結論 5.4三維相似材料模型試驗 5.4.1試驗目的及內容 5.4.2模型試驗設計 5.4.3模型試驗監(jiān)測 5.4.4模型試驗過程 5.4.5模型試驗結果 5.4.6模型試驗結論 第6章采區(qū)排水影響的模型試驗研究 6.1引言 6.2工程模擬區(qū)域概況及管片結構 6.2.1工程概況 6.2.2模擬區(qū)域 6.2.3模擬區(qū)域斜井管片結構 6.3原巖室內固結壓縮試驗 6.3.1試驗目的及內容 6.3.2試驗方案 6.3.3試驗過程 6.3.4試驗結果及分析 6.4流固耦合相似材料配比試驗 6.4.1試驗目的及內容 6.4.2相似材料原料 6.4.3相似材料性質 6.4.4試驗結論 6.5含水層疏干排水相似材料模型試驗 6.5.1試驗目的及內容 6.5.2模型箱設計 6.5.3模型試驗設計 6.5.4模型試驗監(jiān)測 6.5.5模型的鋪設 6.5.6模型試驗過程 6.5.7模型試驗結果 6.5.8模型試驗結論 參考文獻