一、煤矸石压实特性的实验研究（论文文献综述）
刘楠[1]（2021）在《级配破碎煤岩体压实特征及其再破碎机理研究》文中研究表明煤矿开采过程中,采空区垮落带存在着大量的破碎煤岩,由于此类煤体与原岩体相比孔隙度高,渗透性强,承载力差,地质环境相对复杂,是影响采空区安全治理的重要因素。此外,针对采空区处理方法垮落法造成的地表沉陷与资源浪费等问题提出了充填开采绿色开采技术,而且在充填开采中,上覆岩层移动与地表沉降的控制效果取决于充填材料的压实特性。因此,通过科学的手段研究破碎煤岩的基本力学特征与压实特性,从而分析其再破碎特征与承压稳定性对上覆岩层移动的影响,从而为地表沉降提供有力的理论依据。为研究破碎煤岩体的压实特性,通过子主设计的破碎煤岩压缩试验系统以分级加载的方式,对破碎煤岩体开展不同应力条件下破碎煤岩体的压实试验,通过分析不同轴向应力对破碎煤样压缩模量的影响,得到一定应力条件下破碎煤岩体的压实规律,从而获得破碎煤岩体的压实特性。并通过对应力σl作用下破碎样的割线模量与温度的关系进行拟合,得到了压实破碎煤体的本构关系。并将试验数据代入本构关系式中,验证了其准确性与合理性。根据破碎煤岩体压实试验研究结果,对破碎煤岩体的压实过程进行划分,并研究了不同Talbol幂指数n承压破碎煤岩体的压缩模量的变化规律,结合粒度分形理论与散体力学进行级配煤岩体分形特征与稳定性分析。根据破碎煤岩体承压过程中的受力特征将其压实过程分为塑性失稳阶段、应力恢复阶段与类原岩应力阶段三个阶段。应力恢复阶段破碎煤岩体的变形有位移重组与破碎重组两种方式,加载前期变形以位移重组为主,当密实度达到一定程度,破碎煤体应变为时,变形主要以破碎重组为主,整个压实变形的过程中颗粒位移重引起的变形大于颗粒破碎填充引起的变形。为研究破碎煤岩体载破碎特征,以连续级配破碎煤岩体为试验对象,用自上设计的破碎煤岩体分形试验系统,设计并展开连续级配破碎煤岩体的分形试验,通过分析不同级配结构和不同应力对粒度分形维数的影响,得到级配结构对破碎煤岩体再破碎规律的影响,最终得到以下结论:随着应力的增加,不同级配的混合破碎煤岩体在同一粒径区间内颗粒质量差距逐渐减小,16MPa的轴向应力作用后,不同级配的煤样的粒度分布更为相近;任意级配结构的承压混合破碎煤岩体在一定的轴向应力作用后,其粒度分布将趋于相近,即其级配结构将趋于同一种稳定的结构,这种结构孔隙度更小,承载能力更强,密实度更高,更不容易发生压缩变形与再破碎,该发现可以为预防地表沉降提供重要理论依据。结合粒度分形理论展开对承压破碎煤岩体压实再破碎机制的研究,分析煤岩颗粒再破碎的特点,并得到破碎煤岩颗粒细观破碎与宏观压实变形的关系,然后通过对煤岩颗粒承压后的分布系数和颗粒破碎差值与颗粒破碎权值一步分析得到承压煤岩体在破碎后的颗粒分布机制,最后推导出承压破碎煤岩体颗粒再破碎状态演化规律:可将级配破碎煤岩颗粒视为相互独立的若干单一粒径区间的组合,其破碎状态下的颗粒级配可通过本文提出的装配矩阵利用单一粒径区间在破碎状态下的颗粒级配演化函数得到。
张嘉睿[2]（2021）在《神南煤矿区下行裂隙微生物介入修复技术的实验研究》文中进行了进一步梳理煤炭资源是支撑国计民生的重要基础之一,而大规模高强度的煤炭开采所产生的下行裂隙,必然引起生态脆弱矿区水资源流失和生态环境恶化等问题。目前,用于修复煤炭开采下行裂隙的材料常含有化学添加剂,虽能填堵裂隙,但同时也可能造成生态环境的化学污染。微生物介入修复技术是一种基于微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）的新型环保固土技术。本文旨在将MICP应用在陕北神南煤矿区煤层开采形成的下行裂隙修复中,通过对下行裂隙的微生物介入修复关键技术开展实验研究,为实现煤炭资源的绿色开发和地下水资源的有效保护探索新的途径。本文选用巨大芽孢杆菌,对试样裂隙进行了 MICP加固处理;通过正交实验,揭示了充填骨料组分、菌液浓度等因素与固化试样力学、水理性质的关系,取得了关键技术参数;通过电镜扫描观测试样裂隙修复后微观结构的变化,评价了 MICP对下行裂隙的修复效果;借助Matlab软件的Simulink仿真系统搭建了 R-C网络模型,对MICP技术在神南煤矿区推广应用后地下水位的变化进行了模拟预测。研究发现:MICP技术可在一定程度上修复加固煤层开采在上覆土体中形成的下行裂隙,有效改善受损土壤的力学和水理性质。随着裂隙充填骨料中的砂含量增加,试样力学强度提升,但渗透系数随之增大;加入煤矸石有利于降低渗透系数,但其含量过高时影响微生物的固化效果;高浓度菌液对裂隙的修复能力强于低浓度菌液,随着菌液浓度升高,试样渗透系数降低。研究认为,将充填骨料中煤矸石、黏土与砂的质量配比控制在1:1:2,并加入较高浓度的巨大芽孢杆菌菌液,分层充填入裂隙,既能有效降低裂隙充填物的渗透系数,又能改善其力学性能。微生物介入修复技术可以有效修复煤层开采下行裂隙,且不会产生二次污染,有工程应用的可行性和广阔前景。但在实际应用之前,还须攻克充填技术难题,进一步完善修复工艺和相关技术体系,以便更好地为生态环境保护提供技术支撑。
刘强[3]（2021）在《固废基人造石材的制备与性能研究》文中指出伴随着建筑行业的蓬勃发展,对建筑装饰材料的需求量在不断扩长,人造石材凭借其表面平整光滑、美观、耐用、可塑性强等许多优势,在现代建筑装饰工程里逐渐绽放出属于自己的光芒。其中,固废基人造石材也已经异军突起,但作为新型的建筑材料,现有固废基人造石材在生产技术上仍存在一些问题有待解决,尤其是固废掺比偏低、掺入有机助剂和粘结剂制作成本较高和产品强度和耐候性不能满足标准要求等,这是制约固废人造石产业应用的技术瓶颈。基于上述问题,本课题主要进行了固废基人造石材的成型与养护工艺研究,研究内容和研究结果具体见下:（1）以全固废复合粉为原料制备人造石试块,首先进行了成型压力和物料量（试块厚度）对试块抗压强度的影响研究。结果显示,成型压力范围为20MPa-60MPa的条件下,随成型压力增加,试块抗压强度和密度增大,但成型压力增加初期试块抗压强度和密度增加幅度较大,后期增幅较小。成型压力从20MPa增加至50MPa期间,试块抗压强度和密度的增幅较大,平均增幅分别约为11.5%和2.9%,而成型压力从50MPa增至60MPa时,试块抗压强度和密度的增幅较小,分别约为3.5%和1.4%。成型压力升高有利于物料压实,从而提高试块的强度和密实度,但压力过高,不仅提高试块强度的幅度有限,而且压制设备要求高、能耗高,从经济性和试块强度两方面综合考虑,本实验条件下的成型压力可优先选用50MPa,对应试块热水养护1天、3天和7天的抗压强度分别为47MPa、58MPa和67MPa。在相同成型压力50MPa条件下,一次成型物料量为75g、100g和125g时,对应试块厚度为17.5mm、23.5mm和30mm,对应1天抗压强度为47.2MPa、35.0MPa和29.5MPa,厚度越厚,对应试块1天强度越低。（2）选择以全固废复合粉为原料制备胶凝试块,通过添加其他组分（纤维、矿棉、炉渣）和使用有机溶剂（苯丙乳液、环氧树脂）两种方式提高制品的抗压强度,为后期人造大理石的制备提供借鉴。研究表明,添加一定量纤维、矿棉和炉渣有利于提高试块后期强度,但对试块早期强度不利。添加0.5%的纤维、0.5%的矿棉和30%炉渣时,试块的7天强度分别提高了22.5%、7.5%和15.2%,但1天强度却分别降低了13.7%、15.4%和17.8%。加入5%以内的苯丙乳液,试块的1天强度降低明显,7天强度略微降低,建议工业不使用;加入2%以内的环氧树脂,试块的1天强度降低约22.5%,7天强度增加约11.3%。与空白样（无添加样）相比,加钢丝网对试块抗压强度有明显提高,对应试块1d、3d、7d抗压强度分别达49.1MPa、64.5MPa和95MPa,增幅分别为4%、21.1%和41.6%。在加钢丝网与0.5%纤维复合,试块抗压强度进一步升高,对应试块1d、3d、7d抗压强度分别达57.1MPa、73.4MPa和110MPa,上升幅度约为21%、37.7%和63.9%。（3）主要探究养护制度对固废基人造石材胶凝试块的强度影响规律。结果显示,试块养护3天后,养护龄期相同时,试块强度为:自然养护<水热养护<自然养护+热水养护<水热养护+热水养护;采用“水热养护+热水养护”的养护制度,可获得28d强度达145.5MPa的固废基高强试块,满足优质天然石材的强度指标（MU100）,表明工业固废可制备优质人造石材。其中,在不同养护条件下,就28d而言,水热养护对应试块比自然养护增幅176%,而经热水养护的试块比水热养护的试块又增幅15.6%。蒸压养护对比自然养护,强度增幅62%,但对比热水养护,试块强度下降幅度为96%。与蒸压养护相比,70℃热水养护1天、3天和7天强度分别达90%、152.5%和188.9%,热水养护较蒸压养护具有明显优势。（4）以山西利恒环保科技有限公司现有粉煤灰砖生产系统开展工业应用研究实验。电石渣作为生石灰的一种替代品,以煤粉炉灰和流化床灰分别与电石渣进行复配,外掺脱硫石膏进行固废免烧砖的制备。结果表明,蒸压养护中,当电石渣配比为30%时,达到较好的胶凝效果;其中,煤粉炉灰的效果优于流化床灰的效果,满足生产要求,达到MU25强度等级。经热水养护后,流化床灰和煤粉炉灰的抗压强度得到很大的改善;与蒸压相比,煤粉炉灰抗压强度增幅近60%,而流化床灰抗压强度增幅达175%,甚至超过MU25强度等级,达到39MPa。这为流化床粉煤灰的资源化利用提供了一条有利途径。
杨娜[4]（2021）在《荫营煤矿自燃矸石山温度分布及动态演变规律研究》文中研究表明中国煤炭资源总量位列世界第三,在煤炭建设、开采及洗选加工过程中产生了大量的煤矸石。目前,煤矸石已成为我国排放量和堆存量最大的工业废弃物,其极易发生自燃,释放有毒有害气体、造成土壤、水资源重金属污染,甚至还会造成崩塌、滑坡、爆炸等重大灾害,严重破坏了生态环境,并且威胁人民生命财产安全。因此,全面治理矸石山自燃,建立稳定的矸石场环境刻不容缓。国内在针对煤矸石自燃的治理实践中,仅仅通过覆土、压实、灌浆等措施来抑制氧气的流入,不能做到因地制宜,常常出现治理效果不佳的问题,复燃现象层出不穷。究其根本,是对煤矸石山内部温度场分布不明确,对煤矸石自燃机理模糊,使得治理措施不到位。因此,为了提出有效的措施来防治矸石山自燃,探究煤矸石山内部的温度分布规律,并进行自燃动态演变模拟具有重要的意义。阳泉市荫营煤矿矸石山内部自燃多年,表面发生过明火,危害显着,再次产生明火的隐患很高,迫切需要治理。本文以荫营煤矿矸石山为研究对象,在充分调研、资料收集分析的基础上,对15#煤矸石进行成分分析和工业分析,明确矸石山自燃机理,首次建立了矸石山自燃温度监测系统,利用热电偶实时监测阳泉市荫营煤矿矸石山不同深度的温度,借助统计学方法分析了水平和竖直方向温度分布规律,采用最小二乘法建立了浅深层温度间的拟合模型,并进行拟合优度检验和显着性分析。之后在借鉴前人成果的基础上,充分利用多孔介质流体动力学、多孔介质传质学、多孔介质传热学等相关知识,将煤矸石和空隙中的空气定义为多孔介质,将矸石山自燃当做空气渗流速度场、氧气浓度运移场以及温度场三场耦合的结果,根据实际情况建立几何模型、数学模型,利用有限元法建立仿真模型,模拟得出1～5年内矸石山内部的温度变化情况,并通过改变风速和覆土厚度的大小,模拟预测了其对矸石山自燃的影响。主要得出以下结论:1.矸石山在水平方向上可分为三个分区,分别是高温区、中温区和低温区。高温区主要分布在靠近边坡的一侧,该处测点温度随着深度的增加先升高后降低,在6 m处温度达到峰值。平台最高温度667℃,位于地表以下6 m水平线与斜坡以下6 m平行线的交点处,说明距表面6 m自燃倾向性最高;一元二次模型拟合效果更佳,回归效果显着,可作为浅层温度估算深层温度的经验回归公式。2.多场耦合仿真模拟误差较小,模型可靠,可以较准确的模拟矸石山内部自燃动态演变过程。矸石山内部的空气流速从边坡到内部不断降低,氧气浓度从边坡和顶部到内部不断降低,温度场起初整体升温较快,随后温升速率不断降低,最后趋于稳定,并且高温区域温度场的分布为从边坡向内部不断推移。此外,随着风速的增大,温度先上升后下降,最高点风速为1 m/s。随着覆土厚度的增加,温度先下降后上升,最低点覆土厚度为1.5 m。煤矸石治理是一项长期且艰巨的任务,本研究为揭示煤矸石山内部温度分布特征以及自燃动态演变提供了思路,本研究可为后续煤矸石自燃的防治和降温措施的实施提供理论依据,对防治矸石山复燃有重要的意义。由于煤矸石山自燃问题的复杂性,很多研究具有局限性,未来应当对煤矸石深层温度以及热物参数深入研究,为自燃防治提供更科学的参考。
池小楼[5]（2021）在《大倾角软煤层分层综采再生顶板力学特性与围岩稳定控制》文中进行了进一步梳理针对大倾角煤层下分层回采诱导再生顶板破断与支架倒滑失稳问题,结合淮南矿区潘北煤矿1212（3）大倾角厚软煤层分层开采工作面地质与工程条件,综合运用理论计算、基于分布式光纤与声发射监测技术的相似模拟试验、基于煤系地层结构建模技术的数值模拟试验、矸石侧限压缩固结二次成岩试验、基于三维成像技术的钻孔探测现场试验等相结合的研究手段,对上分层回采覆岩运移及应力演化、再生顶板力学特性、再生顶板破断及多物理场参数响应、支架与再生顶板稳定控制机理方面进行了系统研究。（1）大倾角煤层上分层回采覆岩运移及应力演化特征。建立了上分层覆岩破断力学模型,分析了砂质泥岩层挠度与最大拉、剪应力分布规律,获得了上分层回采覆岩垮落结构形成力学驱动机制。建立了上分层回采物理与数值模型,分析了上分层回采覆岩破断及位移-应力演化特征,确定了采空区矸石2种充填形态特征。（2）大倾角煤层回采再生顶板力学特性研究。测定了组成再生顶板泥岩与砂质泥岩矿物种类及含量,获得了破碎岩块胶结再生能力。对破碎岩块进行了侧限压缩试验,分析了含水率、压缩率、粒径、体积级配对破碎岩块压实轴向应力与固结二次成岩试件抗压、抗剪强度的影响程度及作用机制,给出了4个因素下胶结体力学性能的定量表征。再生顶板现场钻孔探测发现了钻孔围岩裂隙分布及倾向胶结程度上低下高的分区固结特征。（3）大倾角煤层回采再生顶板破断及多物理场参数响应特征。基于相似模拟与数值模拟试验,研究了下分层再生顶板破断倾向分区演化、再生岩体变形光纤应变与声发射能量响应规律及再生顶板应力壳演化特征,阐明了下分层支架低中位悬臂梁断裂推垮与高位铰接岩梁断裂冲垮作用机理,揭示了下分层中上部是支架与再生顶板重点防控区域。（4）大倾角煤层回采支架与再生顶板稳定控制机理研究。厘定了下分层回采支架-围岩关系,建立了支架倒滑与煤壁片帮力学模型,研究了支架倒滑与煤层倾角、顶底板和支架顶梁间摩擦系数及侧护板侧护力间关系,分析了煤壁片帮与煤层倾角、再生顶板载荷、煤体粘聚力及内摩擦角间关系。提出了再生顶板铺网注浆、设置支架防倒滑千斤顶的“三机”联合防倒滑、煤壁铺网注浆+施工玻璃钢锚杆的“护帮、护顶、护架”三位一体分区协同控制措施,监测了支架阻力与歪斜角、再生顶板与煤壁注浆位置、煤壁片帮位置与深度,对“三位一体”分区协同控制支架与再生顶板稳定性效果进行工程评价。图:[98];表:[22];参:[185];
秦义岭[6]（2021）在《固体充填沿空留巷巷旁支护体稳定性及注浆加固研究》文中认为固体充填机械化沿空留巷技术是煤炭绿色化开采技术的重要发展方向。然而,固体充填机械化沿空留巷技术仍存在巷旁支护体力学性质与围岩作用不匹配、煤矸石材料注浆加固影响机理不明确等问题,导致沿空留巷过程中盲目性高、过度依赖经验,这些问题制约了沿空留巷技术的应用发展。为了深入研究巷旁支护体在围岩应力作用下的稳定性,通过实验室试验、理论分析、数值仿真模拟等研究方法,系统地研究了在不同充填率条件下沿空留巷顶板的结构特征、巷旁支护体稳定性的影响因素、煤矸石巷旁支护体材料的压实特性和夯实作用下的力学响应、煤矸石巷旁支护体材料的注浆扩散模型和水泥煤矸石胶结体力学特性的影响因素。在保证巷旁支护体稳定的前提下降低留巷成本,为实现充填开采机械化沿空留巷最优的经济效益提供理论指导。通过上述的研究,取得了以下成果:（1）通过分析不同充填率条件下覆岩大小结构变化特征、建立在顶板载荷和采空区充填体侧压力共同作用下巷旁支护体稳定性模型、揭示巷旁支护体稳定性与巷旁支护体自身材料特性间的关系,以确定从改善煤矸石巷旁支护体材料的力学性质、注浆加固提高巷旁支护体的粘结强度两方面来提高巷旁支护体的稳定性。（2）采用实验室试验和离散元模拟相结合的方法,确定了煤矸石巷旁支护体材料最佳的粒径级配即泰波系数取值为0.4。并对最佳粒径级配的煤矸石材料进行了细观压实特性研究分析,从而建立了细观力链结构演化与宏观应变响应之间的关系。（3）利用自主设计的留巷夯实模拟试验台和离散元软件,研究了煤矸石巷旁支护体材料在夯实作用下的力学响应,获得了在不同推压速度和放料步距下推压板的推力、留巷注浆侧板上的侧压力、煤矸石颗粒受力状态与孔隙率的变化规律。（4）建立了水泥浆液在煤矸石巷旁支护体材料中的注浆扩散模型,并利用自主研发的二维可视化注浆系统进行试验,验证了理论模型的正确性。此外,采用Fluent软件模拟采空区中巷旁支护体材料的注浆过程,获得不同注浆孔间距对浆液密实程度的影响规律。（5）对水泥煤矸石胶结体的力学时效特性进行研究,获得了水灰比、煤矸石孔隙率和养护龄期对水泥煤矸石胶结体单轴抗压强度、弹性模量和峰后承载能力的影响规律。
王昆[7]（2020）在《预应力矸石混凝土柱支撑体系及其采煤方法研究》文中提出安全环保高效地回收煤炭资源,且广泛适用于保水开采、“三下”开采等特殊开采环境,并能有效地控制地表沉降,对国家能源安全、生态环境安全及煤炭企业经济成本控制等具有重要的意义。传统长壁采煤法控制地表沉降效果有待提高,传统条带采煤法存在回采率低等缺陷,完全充填开采具有生产成本高等缺陷。若能将上述传统采煤方法的优点结合,尽可能规避其缺陷,产生一种新的地下支撑方法和采煤方法,则可进一步提高我国煤炭开采水平。鉴于此,本论文提出了“预应力矸石混凝土柱支撑体系”并进行了系统的研究;另外以煤矸石混凝土支撑材料研究为基础,综合采用理论分析、数值模拟和相似模拟结合的方法,对其对应的采煤方法进行了系统的研究。本论文主要研究内容与结论如下:（1）系统深入地研究了我国采煤方法、充填开采、充填材料的技术特点与发展现状,提出了利用预应力间隔高强度人工材料构筑支撑体系,与关键层覆岩联合支撑,从而最大限度避免顶板下沉的新型地下支撑体系。（2）研究了预应力矸石混凝土柱支撑体系采煤方法、预应力施加方法及预应力矸石混凝土柱支撑采煤覆岩变形规律。通过对大同矿区条带式开采历史资料的分析,结合理论分析,研究了预应力矸石混凝土柱宽度与最大留设间距。（3）通过配比试验,研究了矸石混凝土的制备方法。选择煤矸石作为混凝土骨料,以C20混凝土为强度指标,对其试样的流动性和力学性能进行试验研究,获得了C20矸石混凝土最佳配比方案。（4）进行了矸石混凝土矿井水浸泡试验和长期蠕变试验,结果表明其长期强度满足间隔支撑采煤技术要求。得到了矸石混凝土柱在蠕变和酸性采空区积水化学耦合作用下的变形规律。（5）采用有限元数值模拟方法,研究了矸石混凝土支撑柱宽度和控顶区宽度组合方案的矸石混凝土柱、顶板上覆岩层和地表的垂直、水平位移和应力变化特征。通过对各方案进行了安全性分析,结果表明:“5m预应力矸石混凝土柱支撑柱——15m控顶区”方案的经济性和可靠性均较优。（6）利用三维相似模拟试验,研究了预应力矸石混凝土柱支撑采煤工作面上覆岩层的时效应力、位移变化特征。结果表明,“5m预应力矸石混凝土柱支撑柱——15m控顶区”方案,基本顶未发生较大变形,回采完毕后混凝土柱完好,地表基本未发生沉陷。上覆岩层的应力与位移随时间趋于稳定。（7）以同煤集团四老沟矿为例,进行了预应力矸石混凝土柱支撑采煤方法的工业应用研究。以矸石混凝土长距离输送为标准,研究了矸石混凝土制备与管道输送系统。对预应力矸石混凝土柱支撑采煤方法进行了综合的技术经济分析。结果表明,从延长矿井服务年限、采出遗弃煤炭资源等全方位分析,预应力矸石混凝土柱支撑采煤方法具有巨大的经济与社会效益以及广泛的推广价值。
徐孝贤[8]（2020）在《采煤沉陷区粉煤灰轻质路堤应用技术研究》文中研究说明本文针对淮南采煤沉陷区铁路专用线在不断加高后存在的稳定性不足的问题,提出了用粉煤灰轻质填料代替煤矸石进行复杂工程地质条件下路堤维护加固治理,通过室内试验的手段,研究了适用的改性粉煤灰路堤填料,得到了其主要路用工程特性,在此基础上,通过数值模拟的手段,分析了粉煤灰路堤在采煤沉陷区多因素作用下的稳定性,得到了采煤沉陷区粉煤灰路堤在不同填方高度、不同软土层厚度下的合理断面形式,进一步基于研究结果进行了工程应用,取得的主要研究成果如下:（1）压实系数为0.93的素粉煤灰在饱和状态下抗剪强度指标很低,不具备黏聚力,内摩擦角也仅为13.20°,难以直接用作采煤沉陷区铁路专用线路堤填料,必须进行适当的改性处理;（2）改性后粉煤灰力学性能指标提升明显,不同种类的改性粉煤灰材料在强度发展规律、工程性能上又表现出不同的特点,工程应用中,应根据实际需要合理选择改性粉煤灰材料;（3）采动对改性粉煤灰路堤稳定性的影响与地基条件有很大关系。地基为正常地基土时,采动影响使安全系数折减幅度高达26.78%;存在软土地基土时,采动影响使安全系数折减幅度在1.78%3.91%之间波动,整体上折减幅度随软土厚度的增加而提高;（4）路堤边坡稳定安全系数随软土层厚度增加而降低,降低幅度随软土层厚度增加逐渐减小;路堤填方高度越高,其边坡稳定性对软土地基厚度的增长越不敏感;（5）粉煤灰路堤在设计时,可以将6%水泥稳定粉煤灰、1:1.5边坡坡率作为基本设计参数,当边坡稳定安全系数不满足要求时,可以从改性剂掺量、边坡坡率与边坡形式这几个方面入手,对路堤设计方案进行优化;（6）工程实践表明,粉煤灰路堤在采煤沉陷区有着良好的应用效果,尤其适用于填方较高、软土地基较厚且路堤加宽受限的复杂工程地质条件。该论文有图46幅,表36个,参考文献92篇。
唐骁宇[9]（2020）在《交通荷载下煤矸石路基填料的动力特性》文中研究指明煤矸石是指煤矿建设、煤炭开采及加工过程中排放出的废弃岩石。随着煤矿开采产生大量堆积而形成的矸石山,不但对环境造成污染破坏,本身还存在安全隐患。故对煤矸石的综合利用是目前矿山亟待解决的重要现实课题。当前,对煤矸石综合利用主要有两种途径,即资源回收和工程利用。在工程利用方面,煤矸石作为一种充填材料,在达到较高密度时,同样具有较强承载力、较高的结构稳定性和不易产生过大变形以及透水性良好的优良工程特性,故广泛应用于铁路、公路、构筑路堤等众多的土木工程领域。但目前针对煤矸石粗粒土的力学响应、尤其是动力响应研究较少。故本文主要针对煤矸石作为路基填土的动力特性开展研究。本文采用DJSZ-150动静三轴试验系统,对煤矸石粗粒土试样进行了大型三轴动力试验,获得了煤矸石路基填土的动力特性。本文针对煤矸石路基填土的真实条件,主要开展了“骨架曲线特征试验”和“累积变形试验”,两组实验都采取同样的影响因素,即围压、压实度、级配三组影响因素。“骨架曲线特征试验”采用少次数的多级加载形式,分析了不同影响因素下,煤矸石的骨架曲线、滞回曲线、动模量和阻尼比的变化情况。实验结果表明,随着动应变的增加,煤矸石的骨架曲线呈现明显的非线性,同时,动模量出现衰减现象,阻尼比逐渐增长;随着围压、压实度以及粗颗粒含量的增大,相同动应力下的动应变均会减小。在此基础上,对煤矸石骨架曲线特征模型进行了分析,提出了能很好拟合较低动荷载作用下煤矸石骨架曲线特征的双线性模型。“累积变形试验”采用大次数的单级加载形式,分析了不同影响因素下,煤矸石的累积轴变、累积体变等与震次的关系的变化情况。实验结果表明,随着震次的增加,煤矸石的累积变形先迅速增长,在5000～8000次震动后;累积变形曲线趋于平缓,随着围压、压实度以及粗颗粒含的增大,煤矸石的累积变形均会减小。针对煤矸石粗粒土在动荷载下产生不可忽视的体积变形的特点,基于体变增量模型的基本思想,建立了累积变形模型,通过与试验数据的拟合分析,证实了模型的实用性。试验研究结果可以丰富煤矸石路基填土的动力特性研究资料,有益于开拓煤矸石的动力变形特性的探究,为路基的铺设和使用提供一定的依据。
李俊孟[10]（2020）在《矸石固废充填材料承载压缩三维组构时空演化及其透明化表征》文中指出破碎矸石充填材料内部复杂的组构:颗粒形状、颗粒级配、颗粒配位、颗粒破碎、颗粒运动、力链演化及空隙结构等是影响其宏观物理力学行为的根源,准确把握承载矸石体组构时空演化的内在规律与机制,对实现其承载压缩变形控制起着至关重要的作用。然而,破碎矸石充填材料内部复杂组构的演化属于“看不见、摸不着”的“黑箱”问题,如何实现其内部复杂组构及物理力学过程的透明化并对其进行准确量化表征,进而直观揭示对其宏观物理力学行为起控制作用的内部机制,是解决以上“黑箱”问题和诸多工程实际问题的基础。本文围绕“矸石固废充填材料承载压缩三维组构时空演化及其透明化表征”这一科学问题,通过CT扫描试验、大型三轴压缩试验、颗粒流数值模拟试验等研究手段,并综合运用图像处理、数字化模型三维重建、程序二次开发等技术展开了系统研究。量化分析了矸石随机块体三维形状特征,研究了基于矸石块体真实形状的矸石固废充填材料三轴压缩内部结构演化特征及宏观物理力学行为,重构了矸石固废充填材料承载压缩组构数字化三维模型,实现了承载压缩过程中其内部复杂组构时空演化的透明化表征,建立了矸石固废充填材料承载压缩宏观物理力学行为与内部复杂组构之间的关系。研究成果可为探索地下破碎/裂隙岩体内部复杂的三维组构特征、空隙/裂隙结构,开采引发的岩体结构演化、流体渗流以及岩体灾变破坏等“看不见、摸不着”的物理力学过程或内部机制的定量描述与透明化提供理论和技术支撑。主要创新性成果如下:（1）构建了矸石随机块体真实形状数字化三维模型重构方法,基于Python语言和遗传算法开发了不规则矸石块体三维形状参数提取程序,实现了矸石随机块体三维形状特征量化分析,得到了矸石随机块体各形状指标的频率分布特征及与块体尺寸间的相关关系,提出了基于多形状指标的矸石随机块体分类与形状规则程度综合评价方法。（2）通过大型三轴压缩试验和颗粒流数值模拟方法,系统研究了矸石固废充填材料轴应变、体应变、承载力及空隙率等宏观物理力学行为特征,建立了承载力与围压间的函数关系,阐明了承载矸石固废充填材料级配演化规律及粒径分布特征,揭示了围压、级配、块体形状对其应变硬化及体缩等宏观物理力学行为的影响机理。（3）开发了真实形状矸石块体模型三维边界面程序,建立了基于真实块体形状的矸石固废充填材料大型三轴压缩连续-离散耦合数值计算可视化模型;研制了破碎岩石CT可视化压实仪,重构得到了不同压缩状态下矸石固废充填材料数字化三维结构模型及空隙空间模型,实现了承载压缩中矸石固废充填材料内部三维组构的重建与可视化。（4）对矸石固废充填材料承载过程中空隙结构、空隙分布、块体破碎、块体运动、力链演化等三维组构时空演化特征进行了透明化及量化表征,实现了内部三维组构研究的可视化,得到了块体形状、围压、级配对其内部组构的影响规律,建立了空隙压缩、块体运动配位、块体咬合效应、力链失稳-重构、块体破碎等内部结构性变化与宏观变形间的本质关系,揭示了对其宏观力学行为起控制作用的内部机制。该论文有图127幅,表15个,参考文献175篇。
二、煤矸石压实特性的实验研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、煤矸石压实特性的实验研究（论文提纲范文）
（1）级配破碎煤岩体压实特征及其再破碎机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 破碎煤岩体物理力学特性研究 |
| 1.2.2 破碎煤岩体压实变形特性研究 |
| 1.2.3 破碎煤岩体再破碎特性研究 |
| 1.3 研究内容及方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 2 级配破碎煤岩体压实特征试验研究 |
| 2.1 破碎煤岩体压实试验系统及原理 |
| 2.1.1 破碎煤岩体压实试验系统 |
| 2.1.2 压实试验原理 |
| 2.2 破碎试样配制与试验方法 |
| 2.2.1 破碎试样配制 |
| 2.2.2 破碎煤岩体压实试验方法 |
| 2.2.3 试验结果 |
| 2.3 破碎煤岩体的压实特征参数分析 |
| 2.3.1 破碎煤岩体孔隙度变化规律 |
| 2.3.2 破碎煤岩体碎涨系数变化规律 |
| 2.3.3 压实破碎煤岩体的弹性模量 |
| 2.4 压实破碎煤岩体本构模型 |
| 2.4.1 压实本构模型的建立 |
| 2.4.2 模型的验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 承压破碎煤岩体力学行为特征研究 |
| 3.1 破碎煤岩体压实过程 |
| 3.2 颗粒破碎与压实变形的关系 |
| 3.2.1 颗粒压实应变的计算 |
| 3.2.2 模型的建立与参数计算 |
| 3.2.3 级配结构破碎煤岩体的位移变化 |
| 3.3 不同级配承压破碎煤岩体力学特性分析 |
| 3.3.1 级配结构对压缩模量的影响 |
| 3.3.2 分形维数与压缩模量 |
| 3.3.3 分形维数与孔隙比 |
| 3.4 考虑级配的破碎煤岩体压实本构模型 |
| 3.4.1 不同级配承压破碎煤岩体的应力-应变关系 |
| 3.4.2 参数的确定与模型的建立 |
| 3.4.3 模型的验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 级配破碎煤岩体再破碎特征试验研究 |
| 4.1 破碎煤岩体分形试验系统及试样制备 |
| 4.1.1 试验系统 |
| 4.1.2 级配结构破碎试样制备 |
| 4.2 试验方法与原理 |
| 4.2.1 试验方法 |
| 4.2.2 实验原理及参数计算 |
| 4.2.3 实验结果 |
| 4.3 试样参数与分形维数规律研究 |
| 4.3.1 承压破碎煤体的分形分布特征 |
| 4.3.2 破碎煤岩体分形维数变化规律 |
| 4.3.3 不同级配破碎煤岩体破碎规律 |
| 4.3.4 破碎率与分形维数的关系 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 承压破碎煤岩体再破碎机理研究 |
| 5.1 颗粒破碎的特点 |
| 5.2 颗粒细观破碎与宏观变形的关系 |
| 5.3 颗粒再破碎后的分布机制 |
| 5.3.1 破碎煤岩体的再破碎分布系数 |
| 5.3.2 再破碎分布系数的进一步讨论 |
| 5.4 承压破碎煤岩体颗粒再破碎状态演化 |
| 5.4.1 单一粒径煤岩颗粒破碎规律 |
| 5.4.2 级配结构煤岩颗粒破碎演化规律 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（2）神南煤矿区下行裂隙微生物介入修复技术的实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究动态 |
| 1.2.1 下行裂隙及其发育特征 |
| 1.2.2 下行裂隙对生态环境的影响 |
| 1.2.3 下行裂隙修复技术 |
| 1.3 研究目标与研究内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.4 研究方法与技术路线 |
| 1.4.1 研究方法 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 2 神南煤矿区概况及采煤下行裂隙发育特征 |
| 2.1 地理与地质概况 |
| 2.1.1 地理位置 |
| 2.1.2 地形地貌 |
| 2.1.3 气候与水文 |
| 2.1.4 地层 |
| 2.1.5 地质构造 |
| 2.2 煤层覆岩结构与水文地质特征 |
| 2.2.1 含煤地层 |
| 2.2.2 主采煤层地质特征 |
| 2.2.3 煤层覆岩结构 |
| 2.2.4 主要含(隔)水岩组及含水性 |
| 2.2.5 地下水的补给、径流及排泄条件 |
| 2.3 覆岩破坏规律 |
| 2.4 采煤过程中覆岩下行裂隙发育特征 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 微生物介入修复技术原理及实验材料制备 |
| 3.1 微生物介入修复技术的基本原理 |
| 3.2 菌种的选择与培养 |
| 3.2.1 实验选材及实验仪器 |
| 3.2.2 巨大芽孢杆菌的活化 |
| 3.2.3 巨大芽孢杆菌的培养 |
| 3.3 菌液浓度和脲酶活性的控制 |
| 3.3.1 巨大芽孢杆菌的生长活性 |
| 3.3.2 巨大芽孢杆菌的脲酶活性 |
| 3.4 试样制备及充填工序 |
| 3.4.1 试样预制裂缝 |
| 3.4.2 充填骨料选择 |
| 3.4.3 胶结液配制 |
| 3.4.4 充填工序 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 裂隙充填骨料组分和胶结液配比的正交实验 |
| 4.1 实验目的与实验设计 |
| 4.2 裂隙充填骨料中的砂土比 |
| 4.3 煤矸石替代充填骨料中黏土的质量比 |
| 4.4 胶结液中巨大芽孢杆菌的菌液浓度 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 裂隙修复效果的评价和预测 |
| 5.1 裂隙修复试样力学强度与渗透率的变化 |
| 5.2 裂隙修复试样微观结构的变化 |
| 5.3 裂隙修复后矿区地下水渗流场的模拟预测 |
| 5.3.1 水-电网络相似原理 |
| 5.3.2 地下水渗流场的水-电网络模型 |
| 5.3.3 煤层开采过程中的水头变化 |
| 5.3.4 MICP修复后的水头变化 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间发表的论文 |
（3）固废基人造石材的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 人造石的发展及研究现状 |
| 1.2.1 人造石的发展现状 |
| 1.2.2 人造石的研究现状 |
| 1.3 工业固废利用现状 |
| 1.3.1 粉煤灰的利用现状 |
| 1.3.2 钢渣的利用现状 |
| 1.3.3 炉渣的利用现状 |
| 1.3.4 电石渣的利用现状 |
| 1.4 本课题的研究目的及内容 |
| 第二章 实验原料与方法 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.1.1 固废基复合超微粉 |
| 2.1.2 粉煤灰 |
| 2.1.3 电石渣 |
| 2.1.4 水泥 |
| 2.1.5 煤矸石 |
| 2.2 实验过程 |
| 2.3 实验所用设备和仪器 |
| 2.4 制品性能测定方法及表征方法 |
| 2.4.1 抗压强度测定方法 |
| 2.4.2 表征方法 |
| 第三章 成型压力与物料量对试块强度影响 |
| 3.1 成型压力对试块强度的影响 |
| 3.2 成型物料量对试块强度的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 增强掺合料对试块强度影响 |
| 4.1 添加玻璃纤维对试块强度的影响 |
| 4.2 添加矿棉对试块强度的影响 |
| 4.3 添加炉渣对试块强度的影响 |
| 4.4 添加有机溶剂对试块强度的影响 |
| 4.4.1 添加苯丙乳液对试块强度的影响 |
| 4.4.2 添加环氧树脂对试块强度的影响 |
| 4.5 炉渣与环氧树脂复合添加料对试块强度的影响 |
| 4.6 钢丝网对试块强度的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 养护制度对试块强度的影响规律 |
| 5.1 实验部分 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.2.1 自然养护和水热养护 |
| 5.2.2 热水养护 |
| 5.2.3 蒸压养护 |
| 5.3 试块表征 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 工业应用试验研究 |
| 6.1 实验部分 |
| 6.2 结果与讨论 |
| 6.2.1 三元体系蒸压养护 |
| 6.2.2 四元体系蒸压养护 |
| 6.2.3 三元体系热水养护 |
| 6.2.4 煤矸石在水泥、电石渣中的应用 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 结论与建议 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 建议 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（4）荫营煤矿自燃矸石山温度分布及动态演变规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 煤矸石自燃机理研究现状 |
| 1.2.2 自燃煤矸石温度场研究现状 |
| 1.2.3 煤矸石自燃动态演变研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 研究方法及技术路线 |
| 1.4.1 研究方法 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第2章 地质环境条件与区域概况 |
| 2.1 自然地理条件 |
| 2.2 开采煤层地质条件 |
| 2.3 矸石场概况 |
| 2.4 煤矸石成分分析 |
| 第3章 荫营煤矿煤矸石自燃及传热机理 |
| 3.1 煤矸石自燃机理 |
| 3.1.1 煤矸石自燃机理分析 |
| 3.1.2 煤矸石自燃的条件 |
| 3.1.3 煤矸石自燃的影响因素 |
| 3.2 热量传播机理 |
| 3.3 荫营煤矿矸石山自燃与传热分析 |
| 第4章 荫营煤矿矸石山温度分布规律 |
| 4.1 监测点布置与测试 |
| 4.1.1 监测点布置 |
| 4.1.2 煤矸石山自燃温度监测系统 |
| 4.2 水平方向温度分布规律 |
| 4.2.1 温度分布规律 |
| 4.2.2 水平层剖面温度分布规律 |
| 4.3 竖直方向温度分布规律 |
| 4.4 浅层温度与深层温度的关系 |
| 4.4.1 拟合模型的建立 |
| 4.4.2 模型显着性分析 |
| 第5章 荫营煤矿矸石山自燃动态演变模拟 |
| 5.1 矸石山自燃多场耦合机理 |
| 5.2 模型建立 |
| 5.2.1 基本假设 |
| 5.2.2 几何模型建立 |
| 5.2.3 基本方程 |
| 5.2.4 定解条件 |
| 5.2.5 物理参数选择 |
| 5.2.6 模型离散 |
| 5.3 模型识别 |
| 5.4 模拟结果分析 |
| 5.4.1 速度场模拟结果 |
| 5.4.2 氧浓度场模拟结果 |
| 5.4.3 温度场模拟结果 |
| 5.5 主要因素对煤矸石自燃的影响 |
| 5.5.1 风速对矸石山自燃的影响 |
| 5.5.2 覆土厚度对矸石山自燃的影响 |
| 第6章 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（5）大倾角软煤层分层综采再生顶板力学特性与围岩稳定控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 研究现状及其评述 |
| 1.2.1 大倾角煤层开采方法研究现状 |
| 1.2.2 再生顶板压实胶结特征研究现状 |
| 1.2.3 大倾角煤层开采支架-围岩作用关系研究现状 |
| 1.2.4 研究现状评述 |
| 1.3 研究目标与内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.4 研究方法及技术路线 |
| 2 大倾角煤层上分层回采覆岩运移及应力演化特征 |
| 2.1 工程背景 |
| 2.2 上分层回采覆岩破断力学分析 |
| 2.3 上分层回采覆岩运移特征 |
| 2.3.1 参数选取及试验方案与设备 |
| 2.3.2 覆岩垮落结构及运移特征 |
| 2.4 上分层回采覆岩应力演化特征 |
| 2.4.1 数值模型构建及参数选取 |
| 2.4.2 覆岩应力分布与演化特征 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 大倾角煤层回采再生顶板力学特性研究 |
| 3.1 泥岩与砂质泥岩矿物含量 |
| 3.2 冒落矸石侧限压缩试验 |
| 3.2.1 破碎岩块制备及试验方案与系统 |
| 3.2.2 破碎岩块压实特性 |
| 3.2.3 固结二次成岩试件力学行为 |
| 3.2.4 实验结果回归分析 |
| 3.3 冒落矸石固结二次成岩过程 |
| 3.4 再生顶板钻孔探测试验 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 大倾角煤层回采再生顶板破断及多物理场参数响应特征 |
| 4.1 再生顶板破断特征 |
| 4.2 再生顶板破断光纤应变响应 |
| 4.3 再生顶板破断声发射能量响应 |
| 4.4 分层综采“两带”分布特征 |
| 4.5 再生顶板应力演化特征 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 大倾角煤层回采支架与再生顶板稳定控制机理 |
| 5.1 支架-围岩关系 |
| 5.2 支架倒滑力学分析 |
| 5.3 煤壁片帮力学分析 |
| 5.4 支架-再生顶板稳定控制措施 |
| 5.4.1 再生顶板防漏冒措施 |
| 5.4.2 支架防倒滑措施 |
| 5.4.3 煤壁防片帮措施 |
| 5.5 支架-围岩稳定控制效果 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论和创新点与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读博期间主要科研成果 |
（6）固体充填沿空留巷巷旁支护体稳定性及注浆加固研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 沿空留巷技术及围岩稳定性研究现状 |
| 1.2.2 巷旁支护体材料研究现状 |
| 1.2.3 注浆加固技术研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 第2章 充填开采机械化沿空留巷巷旁支护体稳定性分析 |
| 2.1 固体充填机械化沿空留巷技术的提出 |
| 2.2 沿空留巷围岩大小结构演化 |
| 2.3 煤矸石充填沿空留巷顶板力学模型 |
| 2.4 煤矸石充填沿空留巷巷旁支护体侧压力模型 |
| 2.4.1 留巷初期侧压力力学模型 |
| 2.4.2 煤矸石充填体压实变形侧压力力学模型 |
| 2.5 煤矸石巷旁支护体稳定性模型 |
| 2.5.1 煤矸石巷旁支护体稳定性模型的建立 |
| 2.5.2 巷旁支护体稳定性关键参数分析 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 煤矸石巷旁支护体材料力学特性试验研究 |
| 3.1 不同级配煤矸石材料压实特性研究 |
| 3.1.1 煤矸石材料的制备 |
| 3.1.2 试验设计 |
| 3.1.3 连续级配煤矸石材料压实特性分析 |
| 3.2 离散元法的基本原理和力学模型 |
| 3.2.1 离散元法的基本原理 |
| 3.2.2 EDEM软件基本求解原理 |
| 3.2.3 离散元法的模型 |
| 3.3 最优粒径级配煤矸石材料宏细观压缩特性研究 |
| 3.3.1 压实系统模型和煤矸石颗粒模型建立 |
| 3.3.2 离散元模拟参数的标定 |
| 3.3.3 数值模拟结果误差分析 |
| 3.3.4 试验结果分析 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 夯实作用下的煤矸石巷旁支护体材料力学响应研究 |
| 4.1 煤矸石巷旁支护体材料在夯实作用下的力学响应物理模拟研究 |
| 4.1.1 沿空留巷夯实模拟试验系统的研发 |
| 4.1.2 试验设计 |
| 4.1.3 试验过程及结果 |
| 4.2 煤矸石巷旁支护体材料在夯实作用下的力学响应数值模拟研究 |
| 4.2.1 数值模拟模型建立 |
| 4.2.2 数值模型参数设置 |
| 4.2.3 试验方案 |
| 4.2.4 数值模拟与物理模拟结果对比分析 |
| 4.3 放料步距对巷旁支护体骨料的影响分析 |
| 4.3.1 放料步距对推压板推力的影响规律 |
| 4.3.2 放料步距对巷旁支护体侧压力的影响规律 |
| 4.3.3 放料步距对巷旁支护体孔隙率的影响规律 |
| 4.3.4 放料步距对煤矸石颗粒受力状态的影响规律 |
| 4.4 推压板移动速度对巷旁支护体的影响分析 |
| 4.4.1 推压速度对推压板推力的影响规律 |
| 4.4.2 推压速度对巷旁支护体侧向压力的影响规律 |
| 4.4.3 推压速度对巷旁支护体孔隙率的影响 |
| 4.4.4 推压速度对巷旁支护体煤矸石颗粒受力状态的影响 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 煤矸石巷旁支护体材料注浆加固特性试验研究 |
| 5.1 煤矸石巷旁支护体注浆加固机理分析 |
| 5.2 水泥浆液在巷旁支护体中的渗透注浆模型 |
| 5.3 注浆模型验证试验 |
| 5.3.1 注浆试验系统 |
| 5.3.2 试验方案设计 |
| 5.3.3 试验结果分析 |
| 5.4 巷旁支护体注浆数值模拟研究 |
| 5.4.1 巷旁支护体注浆数值模拟试验方案设计 |
| 5.4.2 数值模型建立 |
| 5.4.3 实验结果分析 |
| 5.5 水泥煤矸石胶结体力学特性试验研究 |
| 5.5.1 实验方案设计 |
| 5.5.2 试样的制备 |
| 5.5.3 实验结果分析 |
| 5.6 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）预应力矸石混凝土柱支撑体系及其采煤方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 采煤方法研究现状 |
| 1.2.2 充填开采方法研究现状 |
| 1.2.3 充填材料研究现状 |
| 1.2.4 条带与充填采煤岩层控制研究现状 |
| 1.3 存在的主要问题及解决思路 |
| 1.4 本文的主要研究内容和研究方法 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 研究方法 |
| 第2章 预应力间隔支撑体系关键技术研究 |
| 2.1 预应力矸石混凝土柱支撑体系研究 |
| 2.2 预应力的施加方法研究 |
| 2.2.1 预应力矸石混凝土柱支撑柱构筑体系 |
| 2.2.2 矸石混凝土柱支撑柱预应力施加方法研究 |
| 2.3 预应力矸石混凝土支撑采煤方法研究 |
| 2.3.1 预应力支撑柱间煤体回采方法研究 |
| 2.3.2 巷道支护及通风方式研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 矸石混凝土制备方法与特性的试验研究 |
| 3.1 煤矸石主要性能指标与骨料制备研究 |
| 3.1.1 煤矸石成分分析 |
| 3.1.2 煤矸石淋溶试验 |
| 3.1.3 煤矸石作为矸石混凝土骨料研究 |
| 3.2 矸石混凝土制备方法研究 |
| 3.2.1 配比方案 |
| 3.2.2 矸石混凝土配比方案及力学性能试验研究 |
| 3.2.3 最佳配比优化选择 |
| 3.3 矿井水长期浸泡矸石混凝土特性试验研究 |
| 3.3.1 矿井酸性环境特性 |
| 3.3.2 矿井水长期浸泡矸石混凝土特性变化试验研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 预应力支撑体系蠕变特性试验研究 |
| 4.1 蠕变试验设备与方法 |
| 4.2 蠕变试验结果分析 |
| 4.3 顶板和矸石混凝土的蠕变本构方程和长期强度 |
| 4.4 预应力支撑柱高应力与矿井水化学耦合作用的时效变形研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 预应力支撑体系对岩层控制研究 |
| 5.0 预应力矸石混凝土柱布置方案研究 |
| 5.0.1 矸石混凝土支撑柱合理间距研究 |
| 5.0.2 条带式采煤成功历史资料对比研究 |
| 5.1 数值模拟模型 |
| 5.1.1 力学模型简化 |
| 5.1.2 边界条件 |
| 5.1.3 计算模型的各岩层力学特性参数 |
| 5.1.4 计算过程的若干说明 |
| 5.2 岩层应力位移分布规律研究 |
| 5.2.1 垂直应力分布规律研究 |
| 5.2.2 垂直位移分布规律研究 |
| 5.2.3 水平位移分布规律研究 |
| 5.2.4 安全系数研究 |
| 5.3 预应力间隔支撑最佳方案研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 预应力支撑体系覆岩稳定性研究 |
| 6.1 试验方法概述 |
| 6.2 采动覆岩应力变化特征 |
| 6.2.1 回采后直接顶应力变化 |
| 6.2.2 回采后基本顶应力变化 |
| 6.3 采动覆岩移动变形特征研究 |
| 6.3.1 回采后直接顶位移变化 |
| 6.3.2 回采后基本顶位移变化 |
| 6.3.3 巷道壁及支撑柱的稳定性分析 |
| 6.3.4 回采后的地表沉陷 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 预应力支撑采煤方法工业应用方案设计 |
| 7.1 预应力矸石混凝土柱支撑采煤开拓方案研究 |
| 7.2 预应力矸石混凝土支撑柱构筑系统研究 |
| 7.2.1 预应力支撑柱构筑系统研究 |
| 7.2.2 输送管道及附属系统研究 |
| 7.3 预应力矸石混凝土柱支撑采煤方法经济分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 本文主要结论 |
| 8.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（8）采煤沉陷区粉煤灰轻质路堤应用技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的和意义 |
| 1.3 国内外粉煤灰路堤研究现状 |
| 1.4 采煤沉陷区路堤稳定性研究现状 |
| 1.5 尚可完善之处 |
| 1.6 研究内容和研究方法 |
| 1.7 技术路线 |
| 2 粉煤灰路用工程特性及改性试验研究 |
| 2.1 粉煤灰改性方案研究 |
| 2.2 改性粉煤灰路用工程特性试验研究 |
| 2.3 改性粉煤灰路堤适用性评价 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 采煤沉陷区粉煤灰路堤稳定性研究 |
| 3.1 数值模拟工具的选择与简介 |
| 3.2 计算模型的建立 |
| 3.3 计算结果与分析 |
| 3.4 路堤边坡形式和坡率的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 工程应用 |
| 4.1 工程概况 |
| 4.2 分析与评价 |
| 4.3 施工技术要点 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（9）交通荷载下煤矸石路基填料的动力特性（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 煤矸石再利用现状概况 |
| 1.2.2 煤矸石在三轴试验中的力学特性研究概况 |
| 1.2.3 土的骨架曲线特征的研究现状 |
| 1.2.4 土的累积变形关系的研究现状 |
| 1.2.5 小结 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.3.1 研究方法与研究内容 |
| 1.3.2 研究技术路线图 |
| 第2章 试样基本物理性质及大三轴试验方案 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 大型三轴试验设备 |
| 2.2.1 试验设备组成 |
| 2.2.2 试验设备的主要功能与特点 |
| 2.2.3 注意事项 |
| 2.3 试样基本物理特性 |
| 2.3.1 土样来源 |
| 2.3.2 物理特性试验及结果 |
| 2.4 大型三轴试验设计 |
| 2.4.1 骨架曲线特征试验方案设计 |
| 2.4.2 累积变形试验方案设计 |
| 2.4.3 试验步骤 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 煤矸石粗粒土骨架曲线特征试验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 土的骨架曲线特征及相关物理量 |
| 3.2.1 土的动本构关系 |
| 3.2.2 骨架曲线和滞回曲线的描述 |
| 3.2.3 动模量和阻尼比 |
| 3.3 试验结果及分析 |
| 3.3.1 煤矸石粗粒土的应力、应变幅值 |
| 3.3.2 煤矸石粗粒土的典型滞回曲线 |
| 3.3.3 各级动荷载下煤矸石粗粒土的滞回曲线 |
| 3.3.4 各影响因素下煤矸石粗粒土的骨架曲线 |
| 3.4 骨架曲线特征模型分析 |
| 3.4.1 粗粒土的动本构模型 |
| 3.4.2 基于双线性模型的数据拟合 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 煤矸石路基填料的累积变形试验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 累积变形试验结果及分析 |
| 4.2.1 轴向累积应变的发展规律 |
| 4.2.2 体积累积应变的发展规律 |
| 4.2.3 轴向累积变形和体积累积变形的关系 |
| 4.2.4 循环荷载下阻尼比的变化 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 煤矸石路基填料的累积变形模型 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 累积变形模型 |
| 5.2.1 粗粒土的累积变形模型 |
| 5.2.2 体应变增量模型理论基础 |
| 5.3 体变增量模型 |
| 5.3.1 考虑围压的体应变增量模型 |
| 5.3.2 改进的体应变增量模型 |
| 5.3.3 试验数据成果拟合 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 攻读学位期间发表的论文与科研成果清单 |
| 致谢 |
（10）矸石固废充填材料承载压缩三维组构时空演化及其透明化表征（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.4 主要创新点 |
| 2 矸石随机块体三维重构及三维形状特征量化 |
| 2.1 CT扫描成像原理及设备 |
| 2.2 矸石块体CT扫描实验 |
| 2.3 矸石块体数字化模型三维重构与形状参数提取 |
| 2.4 矸石块体三维形状特征量化分析 |
| 2.5 矸石块体形状多指标综合评价 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 破碎矸石大型三轴压缩宏观力学行为与级配演化 |
| 3.1 破碎矸石大型三轴压缩试验设计 |
| 3.2 破碎矸石三轴压缩宏观力学行为特征 |
| 3.3 破碎矸石三轴压缩级配演化规律 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 破碎承载矸石颗粒流模型开发与细观组构演化 |
| 4.1 FLAC/PFC连续-离散耦合原理 |
| 4.2 破碎矸石三轴压缩颗粒流模拟方案设计 |
| 4.3 基于块体真实形状的数值模型二次开发 |
| 4.4 破碎矸石三轴压缩宏观变形特性 |
| 4.5 破碎矸石三轴压缩细观组构演化规律 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 破碎矸石体组构CT扫描试验与数字化模型三维重构 |
| 5.1 破碎岩石材料CT可视化压实仪研制 |
| 5.2 破碎矸石细观组构CT扫描试验方案设计 |
| 5.3 破碎矸石试样数字化模型三维重构 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 破碎承载矸石体三维组构透明化表征与量化 |
| 6.1 三维空隙结构透明化表征与量化分析 |
| 6.2 块体间接触网络结构透明化表征与时空演化特征 |
| 6.3 块体破碎及运动透明化表征与时空分布演化特征 |
| 6.4 破碎矸石承载压缩宏-细观力学响应机制 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
四、煤矸石压实特性的实验研究（论文参考文献）
- [1]级配破碎煤岩体压实特征及其再破碎机理研究[D]. 刘楠. 西安科技大学, 2021
- [2]神南煤矿区下行裂隙微生物介入修复技术的实验研究[D]. 张嘉睿. 西安科技大学, 2021(02)
- [3]固废基人造石材的制备与性能研究[D]. 刘强. 山西大学, 2021(12)
- [4]荫营煤矿自燃矸石山温度分布及动态演变规律研究[D]. 杨娜. 太原理工大学, 2021(01)
- [5]大倾角软煤层分层综采再生顶板力学特性与围岩稳定控制[D]. 池小楼. 安徽理工大学, 2021
- [6]固体充填沿空留巷巷旁支护体稳定性及注浆加固研究[D]. 秦义岭. 河北工程大学, 2021(08)
- [7]预应力矸石混凝土柱支撑体系及其采煤方法研究[D]. 王昆. 太原理工大学, 2020(01)
- [8]采煤沉陷区粉煤灰轻质路堤应用技术研究[D]. 徐孝贤. 中国矿业大学, 2020(01)
- [9]交通荷载下煤矸石路基填料的动力特性[D]. 唐骁宇. 湖南科技大学, 2020(06)
- [10]矸石固废充填材料承载压缩三维组构时空演化及其透明化表征[D]. 李俊孟. 中国矿业大学, 2020