相似模擬及其在盾構(gòu)施工煤礦斜井中的應(yīng)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(biāo)

1.1.5相似準(zhǔn)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(zhǔn)則的推導(dǎo)

1.3.1相似轉(zhuǎn)換法

1.3.2因次分析法

1.3.3矩陣法

1.4模擬試驗(yàn)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(yīng)力應(yīng)變關(guān)系相似條件

1.4.4應(yīng)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(shí)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(jié)材料加水

2.1.2單一膠結(jié)材料

2.1.3兩種膠結(jié)材料

2.1.4多種膠結(jié)材料

2.2相似材料原料的性質(zhì)及選擇

2.2.1相似材料原料選擇的原則

2.2.2膠結(jié)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(yàn)方法

2.3.1正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法概述

2.3.2正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)常用概念

2.3.3正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法

2.3.4試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)處理

2.4水泥、石膏、碳酸鈣膠結(jié)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(yàn)設(shè)計(jì)

2.4.3試件制備方法

...

2.4.4試件物理力學(xué)試驗(yàn)

2.4.5試驗(yàn)結(jié)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(yàn)設(shè)計(jì)

2.5.3試件制作

2.5.4物理力學(xué)試驗(yàn)

2.5.5試驗(yàn)結(jié)果分析

第3章相似材料的物理力學(xué)性質(zhì)

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(xué)參數(shù)的測(cè)定

3.2相似材料的物理力學(xué)特性

3.2.1石膏膠結(jié)相似材料

3.2.2水泥膠結(jié)相似材料

3.2.3石蠟、凡士林膠結(jié)相似材料

3.2.4塑料膠結(jié)相似材料

3.2.5其他膠結(jié)劑制作相似材料

3.3影響相似材料物理力學(xué)特性因素分析

3.3.1膠結(jié)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(yīng)

3.3.7相似材料的溫度效應(yīng)

3.3.8相似材料的動(dòng)力學(xué)效應(yīng)

第4章相似模型試驗(yàn)裝備與模型設(shè)計(jì)制作

4.1相似模型試驗(yàn)臺(tái)

4.1.1試驗(yàn)臺(tái)主體結(jié)構(gòu)

4.1.2試驗(yàn)臺(tái)加載方式

4.1.3測(cè)試傳感器與儀表

4.1.4試驗(yàn)臺(tái)邊界效應(yīng)與處理

4.2相似模擬試驗(yàn)設(shè)計(jì)與制作工藝

4.2.1相似準(zhǔn)則的選擇和調(diào)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(hù)

4.2.7試驗(yàn)規(guī)劃

4.2.8數(shù)據(jù)采集與結(jié)果分析

第5章煤層開采影響的模型試驗(yàn)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(yàn)

5.3.1試驗(yàn)?zāi)康募皟?nèi)容

5.3.2模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)

5.3.3模型試驗(yàn)監(jiān)測(cè)

5.3.4模型試驗(yàn)過程

5.3.5模型試驗(yàn)結(jié)果

5.3.6模型試驗(yàn)結(jié)論

5.4三維相似材料模型試驗(yàn)

5.4.1試驗(yàn)?zāi)康募皟?nèi)容

5.4.2模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)

5.4.3模型試驗(yàn)監(jiān)測(cè)

5.4.4模型試驗(yàn)過程

5.4.5模型試驗(yàn)結(jié)果

5.4.6模型試驗(yàn)結(jié)論

第6章采區(qū)排水影響的模型試驗(yàn)研究

6.1引言

6.2工程模擬區(qū)域概況及管片結(jié)構(gòu)

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(jié)構(gòu)

6.3原巖室內(nèi)固結(jié)壓縮試驗(yàn)

6.3.1試驗(yàn)?zāi)康募皟?nèi)容

6.3.2試驗(yàn)方案

6.3.3試驗(yàn)過程

6.3.4試驗(yàn)結(jié)果及分析

6.4流固耦合相似材料配比試驗(yàn)

6.4.1試驗(yàn)?zāi)康募皟?nèi)容

6.4.2相似材料原料

6.4.3相似材料性質(zhì)

6.4.4試驗(yàn)結(jié)論

6.5含水層疏干排水相似材料模型試驗(yàn)

6.5.1試驗(yàn)?zāi)康募皟?nèi)容

6.5.2模型箱設(shè)計(jì)

6.5.3模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)

6.5.4模型試驗(yàn)監(jiān)測(cè)

6.5.5模型的鋪設(shè)

6.5.6模型試驗(yàn)過程

6.5.7模型試驗(yàn)結(jié)果

6.5.8模型試驗(yàn)結(jié)論

參考文獻(xiàn) 2100433B

本書系統(tǒng)介紹了模型試驗(yàn)的相似理論、相似材料性質(zhì)及配比、試驗(yàn)裝備、加載及測(cè)試系統(tǒng)、大體積模型鋪設(shè)工藝等方面新的成果，以及這些新成果在盾構(gòu)施工煤礦長(zhǎng)距離斜井、煤層開采對(duì)盾構(gòu)斜井穩(wěn)定性影響模擬試驗(yàn)中的應(yīng)用。內(nèi)容主要包括基本相似理論及地下工程模型試驗(yàn)相似條件；基于不同配比相似材料試件的正交試驗(yàn)提出的相似材料配比經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法；相似材料物理力學(xué)特性及影響因素；模擬含水地層特性的新型相似材料配比確定；伺服電機(jī)多頭加載三維模型試驗(yàn)臺(tái)及其測(cè)量控制系統(tǒng)研制；盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)煤礦斜井、預(yù)制管片支護(hù)、煤層開采對(duì)斜井穩(wěn)定性影響的相似模擬試驗(yàn)方法及結(jié)果分析，煤層開采引起含水層疏排放對(duì)地層沉降變形和斜井穩(wěn)定性影響的相似模擬方法及結(jié)果分析。本書在伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)加載、基于原型物理力學(xué)參數(shù)和相似比定量確定、相似材料配比、盾構(gòu)掘進(jìn)與管片支護(hù)模擬、含水地層疏排水相似模擬方面進(jìn)行了新的探索，對(duì)于地下工程、采礦工程中的相似模擬研究有一定參考價(jià)值。

本書可供從事隧道與地下工程、采礦工程領(lǐng)域科研和工程技術(shù)人員參考，也可作為高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)研究生教學(xué)參考書。

盾構(gòu)施工工程是一個(gè)多部門、多領(lǐng)域的復(fù)雜系統(tǒng)，其施工過程中的風(fēng)險(xiǎn)存在諸多不確定性，而這種不確定性在很大程度上來自人為因素，而目前盾構(gòu)施工工程的風(fēng)險(xiǎn)管理重點(diǎn)只集中在施工現(xiàn)場(chǎng)的客觀條件，往往忽略了人為因素及潛在的組織因素的影響，缺乏切實(shí)有助于實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)控制的動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及相應(yīng)措施控制體系。針對(duì)上述問題，《REASON模型在盾構(gòu)施工中的應(yīng)用》將REASON模型引入盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)管理當(dāng)中，并以此為基礎(chǔ)對(duì)盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)分析模型、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法、風(fēng)險(xiǎn)管理信息化實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究。

各種科研問題的研究方法，通常有理論分析、實(shí)際觀測(cè)與模擬實(shí)驗(yàn)三種。模擬實(shí)驗(yàn)與前兩種研究方法相比，其優(yōu)點(diǎn)為可人為控制和改變實(shí)驗(yàn)條件，從而可確定單因素或多因素對(duì)比研究問題影響的規(guī)律，實(shí)驗(yàn)效應(yīng)直觀清楚、實(shí)驗(yàn)周期短、見效快、費(fèi)用低。

20世紀(jì)60年代以來，模擬實(shí)驗(yàn)被我國(guó)廣泛應(yīng)用于水利、采礦、地質(zhì)、鐵道以及巖土工程等部門，并取得了顯著的技術(shù)成就和經(jīng)濟(jì)效益，已成為一種有力的科學(xué)研究手段。相似材料模擬已成為國(guó)內(nèi)外進(jìn)行重大巖體工程可行性研究不可缺少的方法之一。

20世紀(jì)80年代初，清華大學(xué)水利系就為葛洲壩水庫(kù)的建設(shè)進(jìn)行了相似材料模擬實(shí)驗(yàn)研究，建筑系統(tǒng)也采用模擬實(shí)驗(yàn)方法研究上海黃浦江邊的高層建筑物受臺(tái)風(fēng)的影響。在礦業(yè)方面，重慶大學(xué)礦山工程物理研究所以松藻礦務(wù)局打通煤礦南盤區(qū)工作面為模擬對(duì)象對(duì)上覆巖層冒落帶、裂隙帶與沉降帶的寬度與巖層移動(dòng)角以及回采工作面前后方與兩側(cè)（上下方）的壓力分布規(guī)律及影響范圍進(jìn)行了探討；武漢工業(yè)大學(xué)就湖南邵東石膏礦采場(chǎng)穩(wěn)定性進(jìn)行了相似材料模擬；重慶大學(xué)資環(huán)學(xué)院對(duì)四川自貢長(zhǎng)業(yè)鹽礦巖鹽溶腔穩(wěn)定性進(jìn)行了相似模擬，探討了1000 m采深溶腔圍巖應(yīng)力分布規(guī)律和溶腔極限跨距等特性。

同時(shí)針對(duì)層狀復(fù)合巖體力學(xué)問題進(jìn)行相似模擬研究，用因次理論分析了處于彈性和黏彈性狀態(tài)下的單一巖層和層狀復(fù)合巖體模擬實(shí)驗(yàn)的相似問題；長(zhǎng)沙礦山研究院為了研究長(zhǎng)錨索預(yù)控頂、連續(xù)分條開采，尾砂充填采礦法的采場(chǎng)地壓顯現(xiàn)規(guī)律，以湘西金礦沃西礦區(qū)實(shí)驗(yàn)采場(chǎng)的錨桿護(hù)頂及錨桿與錨索聯(lián)合護(hù)頂為原型進(jìn)行了相似模擬實(shí)驗(yàn)，依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析和檢驗(yàn)在上述采礦方法和護(hù)頂條件下的采場(chǎng)穩(wěn)定程度；焦作工學(xué)院材料工程系以義馬常村煤礦開采條件為地質(zhì)原型，采用中比例相似材料模型研究了近距離煤層上層煤開采時(shí)頂板巖層移動(dòng)的特征；中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)研究所采用混凝土塊和亞黏土型軟弱材料對(duì)某露天礦地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行相似模擬，研究了邊坡破壞的形式與變形破壞的特征；重慶交通科研設(shè)計(jì)院利用相似模擬方法研究公路隧道施工力學(xué)形態(tài)，探討了公路隧道圍巖在隧道施工中位移的發(fā)展過程，隧道圍巖最終位移及圍巖的穩(wěn)定性；中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所根據(jù)氣、液兩相流體同心環(huán)狀流線性穩(wěn)定性分析的結(jié)果，對(duì)微重力氣、液兩相流地面模擬實(shí)驗(yàn)所應(yīng)遵循的相似模擬準(zhǔn)則進(jìn)行了研究，取得了一個(gè)新的重力無(wú)關(guān)性準(zhǔn)則。以上所列舉相似模擬實(shí)驗(yàn)只是眾多模擬實(shí)驗(yàn)的很少一部分，這足以說明相似模擬在國(guó)內(nèi)的廣泛應(yīng)用。

書 名: 混沌系統(tǒng)與混沌電路:原理、設(shè)計(jì)及其在通信中的應(yīng)用

作　者：禹思敏

出版社： 西安電子科技大學(xué)出版社

出版時(shí)間： 2011年4月1日

ISBN: 9787560625508

開本： 16開

定價(jià): 95.00元