出版社:李忠辉 中国矿业大学出版社 (2013-01出版)
ISBN:9787564617660
章节摘录
版权页： 插图： （1）岩—岩摩擦 岩—岩摩擦的加载速率为5 mm／min，实验结果如图3—8所示。可以看出，岩石在摩擦过程中有表面电位产生，岩石摩擦表面电位信号的产生与消失伴随着摩擦过程的开始与结束，与载荷有很好的对应性。开始加载阶段，表面电位信号强度随载荷的增加而逐渐增强。大约82.9 s时岩石由于受压而发生微破裂，载荷有轻微突降，1#、3#、5#通道开始产生表面电位信号并逐渐出现较强波动。随着载荷的增加，2#、4#、6#通道分别在约106 s、100 s、131 s开始接收到表面电位信号。当加载至约120 s时载荷达到最大值（约24.46 kN），表面电位信号强度波动与前期比较有增强趋势。 岩石摩擦过程经历了静摩擦阶段和动摩擦阶段，动摩擦阶段表面电位变化’强于静摩擦阶段。岩石静摩擦阶段（约O～120 s）载荷与表面电位信号虽有突变但幅度相对来说不大。滑动摩擦初期（约120～260 s）载荷突降显著但表面电位波动密集程度不高；中期（约260～466 s）载荷突降减缓而电位波动密集；后期（约466～600 s）载荷突变与电位波动都逐渐减弱。整个摩擦过程，表面电位信号强度随载荷呈现“弱一强 弱”变化趋势。 对比图3—8（b）中1#～6#表面电位信号可以发现，摩擦过程中岩石不同部位的表面电位强度变化不同。2 8、6 8通道在整个摩擦过程中表面电位幅值正向突变明显强于负向突变；3#、4#、5#通道表面电位幅值负向突变明显强于正向突变；1#通道表面电位强度正负向突变均剧烈且明显区别于其他通道电位变化。此外还可发现，3#、4#通道表面电位信号变化相似且极性相同，它们所在的摩擦面与6#通道所在摩擦面产生的表面电位信号极性明显相反（对比1#、2#与5#通道亦有类似情形），由此表明，岩石摩擦过程中摩擦面两侧表面电位信号极性具有对称性。 （2）煤—煤摩擦 由图3—9（a）可以看出，煤样摩擦同样经历静摩擦阶段和动摩擦阶段且摩擦大部分属于黏滑摩擦。静摩擦阶段（约0～21.5 s）煤样受压，载荷突变显著；动摩擦阶段（约21.5～250 s）煤样呈现黏滑，载荷波动频率较高但幅值不大，整体上较静摩擦阶段平稳。由图3—9（b）可以看出，煤样摩擦过程产生的表面电位信号与载荷有很好的一致性。静摩擦阶段，煤样受载引起表面电位发生变化。
内容概要
李忠辉，1978年10月出生于河北省高邑县，博士、副教授，博士生导师，中国煤炭学会会员。2007年毕业于中国矿业大学安全技术及工程专业，获工学博士学位，目前在中国矿业大学安全工程学院工作，从事矿山安全、煤岩动力灾害监测预报、煤岩表面电位效应等方面的科研与教学工作。2009年获全国百篇优秀博士学位论文，入选教育部新世纪优秀人才支持计划（2010）、江苏省第四期“3 3 3高层次人才培养工程”（2011），获得江苏省高校“青蓝工程”优秀青年骨干教师（2010）、中国矿业大学第七批青年学术带头人（2011）等称号。现主持国家自然科学基金青年科学基金项目1项，全国百篇博士学位论文作者专项资金项目1项，教育部新世纪优秀人才支持计划项目1项，国家十二五科技支撑计划项目1项，完成中国矿业大学青年科研基金项目1项，校“启航计划”项目1项；作为主要研究人员参与国家自然科学基金、国家“十五”重点科技攻关项目、国家“十一五”科技支撑计划项目、国家973计划、国家863计划、国际合作项目等多项国家级科研项目；获国家科技进步二等奖l项（2006）、安全生产科技成果奖1项（2011）、焦作市科技进步二等奖1项（2009）；发表论文30余篇，其中被SCI收录4篇，EI收录15篇；获国家发明专利2项；合著专著1部。
书籍目录
1 绪论 1.1 引言 1.2煤岩电磁辐射研究现状 1.2.1 电磁辐射现象研究 1.2.2电磁辐射机理研究 1.3岩石破裂表面电位研究进展 1.3.1 岩石破裂表面带电现象 1.3.2岩石破裂电位信号研究 1.3.3地电场活动研究 1.4岩石表面电位产生机理 1.5 煤岩表面电位研究中存在的不足 1.6研究方法及研究内容 1.6.1研究方法 1.6.2研究内容 2煤岩破坏表面电位实验系统与实验方案 2.1煤岩表面电位实验系统及试样 2. 1.1 煤岩表面电位实验系统 2.1.2试样及其制备方法 2.2煤岩表面电位实验内容及方案 2.2.1煤体表面电位实验内容 2.2.2煤体表面电位实验步骤 2.2.3煤岩表面电位实验方案 3煤岩破坏表面电位特征及规律性 3.1煤岩表面电位实验 3.1.1煤岩单轴压缩表面电位实验结果 3.1.2煤岩拉伸表面电位实验结果 3.1.3 煤岩三点弯曲破坏表面电位实验结果 3.1.4煤岩摩擦表面电位实验结果 3.1.5煤样破坏内部电位变化规律 3.2煤岩表面电位与载荷及其变化率的相关性分析 3.2.1相关性分析理论 3.2.2表面电位相关性分析结果 4煤岩破坏表面电位的分形特征 4.1表面电位的R—S分析 4.1.1 R—S分析 4.1.2 R—S分析结果 4.2煤岩表面电位分形特征 4.2.1分形概述 4.2.2煤岩表面电位信号的分形特征 4.3表面电位的多重分形 4.3.1多重分形理论 4.3.2表面电位多重分形谱 5煤样破坏应变局部化与表面电位分布特征 5.1煤样破坏表面应变场分布研究 5.1.1煤样受载表面应变场 5.1.2煤样破坏应变场分布实验研究 5.2煤样表面电位分布规律 5.2.1表面电位空间插值理论 5.2.2煤样表面电位云图 5.3煤样应变局部化与表面电位集中化 5.3.1煤样破坏应变局部化 5.3.2煤样表面电位分布集中化特征 6煤岩表面电位的影响因素 6.1 电性参数对煤样表面电位的影响 6.1.1 受载煤样电阻率的实验研究 6.1.2 电阻率对煤样表面电位的影响分析 6.2加载方式对煤样表面电位的影响 6.3加载速率对表面电位的影响 6.4煤岩缺陷对表面电位的影响 6.5水分对煤岩表面电位的影响 6.5.1水分对煤岩力学性质的影响 6.5.2水对煤样表面电位影响的分析及实验 6.6煤样充放瓦斯的表面电位 6.6.1实验系统及实验方案 6.6.2实验结果分析及探讨 6.7煤岩胀裂表面电位研究 6.7.1 实验研究 6.7.2实验结果及分析 7煤岩破坏微观过程及表面电位产生机理 7.1煤岩变形破裂微观机理分析 7.1.1煤中的裂纹与缺陷 7.1.2裂纹扩展理论 7.1.3裂纹的扩展途径 7.1.4断裂前破坏带形成的微观分析 7.1.5煤岩变形破裂微观机理总结 7.2煤岩破裂表面电位机理 7.2.1煤岩破裂自由电荷产生机理 7.2.2受载煤岩的表面电位 7.2.3煤岩表面电位的统计损伤计算模型 8 采动煤体表面电位的时空分布规律 8.1地震、火山灾害地电异常测试 8.2煤矿现场煤岩表面电位测试研究 8.2.1表面电位测试装置 8.2.2测试场地概况 8.2.3测试方式 8.3采掘空间周围煤体表面电位的时空变化规律 8.3.1 煤体表面电位的时间变化规律 8.3.2煤体表面电位的空间变化规律 8.4煤体表面电位的影响因素研究 8.4.1 机电设备对表面电位的影响 8.4.2煤层注水对表面电位的影响 8.4.3 注水孔两侧煤体表面电位的分布 8.5意义与展望 参考文献
编辑推荐
《煤岩破坏表面电位效应理论与机制研究》可供从事煤岩动力灾害研究、煤岩物理力学性质、采矿地球物理、岩土工程等领域的科技工作者、研究生、本科生及矿山安全工作者、工程技术人员参考。