深部巷道损伤机理演化规律透明相似材料人工智能论文.doc

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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料

2、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】Alongwiththeincreaseofcoalminingdepth,theproblemofrocksta

3、bilizationarounddeeptunnelsisgettingmoreandmoreprominent,whichinfluencesseriouslythesecurity,economicalandhighlyeffectivedevelopment.Tosolvethisquestionreasonably,thekeyandthemostimportanttaskistomastercorrectlythemechanismandevolutionlawofrockdeformationandcrackinginducedbyengineeringdisturbancesar

4、oundthetunnels,soastoprovidetheoreticalbasisfordesigningtherocksuppo... 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；【Keywords】deeptunnel；mechanismofdamage；evolutionlaw；transparentsimulationmaterial；artificialintelligence；摘要6-7Abstract7-8图清单15-19表清单19-201绪论20-281.1研究目的与意义201.2国内外研究现状20-251.3现有研究存在的问题251.4研究内

5、容、方法及技术方案25-271.5主要创新点27-282深部巷道围岩透明相似材料及试验系统的研制28-462.1概述282.2透明相似材料的研制28-362.3试验台架与加载装置的研制36-392.4数据测试系统的研制39-452.5本章小结45-463深部巷道围岩变形破裂机理的透明相似材料试验研究46-603.1试验参数46-473.2试验过程47-503.3试验结果分析50-573.4围岩变形破裂机理分析57-593.5本章小结59-604深部巷道围岩变形破裂演化规律的细观数值试验研究60-834.1PFC简介60-624.2岩石细观参数对宏观特性的影响研究62-714.3数值模型的建立及

6、参数确定71-734.4数值试验结果分析73-794.5围岩变形演化规律的理论解析研究79-824.6本章小结82-835深部巷道围岩变形演化规律的智能模拟及预测研究83-915.1概述83-845.2智能模型的设计84-865.3智能模型的训练86-895.4智能模型的应用89-905.5本章小结90-916结论91-93参考文献