爆破扰动下高瓦斯低透气性煤体的动态损伤本构关系及应力波传播特征

项目名称： 爆破扰动下高瓦斯低透气性煤体的动态损伤本构关系及应力波传播特征

项目编号： No.51204007

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 矿业工程

项目作者： 穆朝民

作者单位： 安徽理工大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 基于材料试验机、霍普金森压杆、轻气炮、岩石三轴材料实验机、扫描电镜和光学显微镜等实验研究，建立爆破扰动下高瓦斯低透气性煤体的损伤演化方程和不同方向、不同应变率下的动态本构关系，特征包括微裂纹扩展效应、裂纹滑移效应、压力相关塑性行为及其与微损伤演化间的耦合效应。以冲击波识别、弹塑性界面跟踪和材料交界面上波相互作用为目标，完善和发展波传播的奇异面理论和特征理论，将特征理论和差分及有限元方法各自优点相结合，建立广义特征理论的拟特征混合算法, 发展高精度算法和格式以提高应力波传播及损伤破坏效应的识别精度。 根据建立的动态损伤本构模型和数值方法结合现场试验对高瓦斯低透气性煤体在爆破扰动下的动态损伤演化机理进行系统研究，得出其在爆破载荷下损伤裂纹萌生、发展、闭合的演化机制及找出控制裂纹在各个阶段演化的主要因素。达到增加煤体透气性和延长煤体以高透气性状态存在的时间，为从煤体最大限度抽采瓦斯提供科学依据。

中文关键词： 煤体；瓦斯；本构关系；应力波;；爆破

英文摘要： Based on the study by material testing machine, split Hopkinson pressure bar(SHPB), light gas gun(LGG), triaxial rock material testing machine, scanning electronic microscope and optical microscope, damage evolution equation and dynamic constitutive relat

英文关键词： coal；gas；constitutive relations；stress wave；blasting