相似模擬及其在盾構施工煤礦斜井中的套用

基本介紹

• 書名：相似模擬及其在盾構施工煤礦斜井中的套用
• 出版社：清華大學出版社 

內容簡介

本書系統介紹了模型試驗的相似理論、相似材料性質及配比、試驗裝備、載入及測試系統、大體積模型鋪設工藝等方面新的成果，以及這些新成果在盾構施工煤礦長距離斜井、煤層開採對盾構斜井穩定性影響模擬試驗中的套用。內容主要包括基本相似理論及地下工程模型試驗相似條件；基於不同配比相似材料試件的正交試驗提出的相似材料配比經驗計算方法；相似材料物理力學特性及影響因素；模擬含水地層特性的新型相似材料配比確定；伺服電機多頭載入三維模型試驗台及其測量控制系統研製；盾構機掘進煤礦斜井、預製管片支護、煤層開採對斜井穩定性影響的相似模擬試驗方法及結果分析，煤層開採引起含水層疏排放對地層沉降變形和斜井穩定性影響的相似模擬方法及結果分析。本書在伺服電機驅動載入、基於原型物理力學參數和相似比定量確定、相似材料配比、盾構掘進與管片支護模擬、含水地層疏排水相似模擬方面進行了新的探索，對於地下工程、採礦工程中的相似模擬研究有一定參考價值。

本書可供從事隧道與地下工程、採礦工程領域科研和工程技術人員參考，也可作為高等學校相關專業研究生教學參考書。

圖書目錄

第1章相似理論

1.1基本概念

1.1.1幾何相似

1.1.2相似現象

1.1.3相似常數

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現象分析

1.4.2幾何相似條件

1.4.3應力應變關係相似條件

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章岩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試驗結果的數據處理

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試件製備方法

...

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試件製作

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相似材料製備

3.1.1相似材料製作工藝

3.1.2相似材料試件製備

3.1.3相似材料模型物理力學參數的測定

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塑膠膠結相似材料

3.2.5其他膠結劑製作相似材料

3.3影響相似材料物理力學特性因素分析

3.3.1膠結材料的影響規律

3.3.2充填材料的影響規律

3.3.3添加劑的影響規律

3.3.4用水量的影響規律

3.3.5含水率的影響規律

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製作

4.1相似模型試驗台

4.1.1試驗台主體結構

4.1.2試驗台載入方式

4.1.3測試感測器與儀表

4.1.4試驗台邊界效應與處理

4.2相似模擬試驗設計與製作工藝

4.2.1相似準則的選擇和調整

4.2.2相似常數的選取

4.2.3原型分析與模型參數

4.2.4相似材料原料的選擇及配比的確定原則

4.2.5相似材料模型的製作方法

4.2.6相似材料模型的養護

4.2.7試驗規劃

4.2.8數據採集與結果分析

第5章煤層開採影響的模型試驗研究

5.1概述

5.2工程概況及模擬區域

5.2.1工程概況

5.2.2模擬區域

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章採區排水影響的模型試驗研究

6.1引言

6.2工程模擬區域概況及管片結構

6.2.1工程概況

6.2.2模擬區域

6.2.3模擬區域斜井管片結構

6.3原岩室內固結壓縮試驗

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含水層疏乾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