煤岩的动态压剪复合加载实验研究.pdf

◎ 分类号X 9 32 单位代码1 0 3 6 论文题目煤岩的动态压剪复合加载实验研究 作者姓名 专业名称 导师姓名 完成时间 孙在宽 安全工程 穆朝民教授 2 0 1 7 年6 月4 日 万方数据 中图分类号苎里礁 学科分类号 曼丝 ≥皇 安徽理工大学 论文编号垒皇至竺 竺 堕 密级 么孟 硕士学位论文 煤岩的动态压剪复合加载实验研究 作者姓名签查宽 专业名称塞全王猩 研究方向塞全堡诠量应旦 导师姓名穆朝民教援 导师单位塞筮理王太堂 答辩委员会主席周应江 论文答辩日期2 0 1 7 年6 月4 日 安徽理工大学研究生处 2 0 1 7 年月日 万方数据 万方数据 AD i s s e r t a t i o ni ns a f e t ye n g i n e e r i n g C o a la n dr o c kd y n a m i cp r e s s u r ec u tc o m p o s i t el o a de x p e r i m e n t C a n d i d a t e S u nZ a i k u a n S u p e r v i s o r M uC h a o m i n S c h o o lo fE n e r g ya n dS a f e t y A n H u i U n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y N o ．16 8 ，T a i n i n gR o a d ，H u a i n a n ，2 3 2 0 01 ，P ．R ．C H I N A 万方数据 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得塞邀堡王太堂或其他教育机构的学位或证书而使用 过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名 函庭煎日期边年』月多日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塞邀翌王太堂有保留、使用学位论文 的规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于 塞徽堡王太鲎。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的 复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽理工大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 保密的学位 论文在解密后适用本授权书 学位论文作者签名围．左茕 签字日期2 。一年6 月3 日 导师签名签字日期≯司年I ；月乡日 万方数据 摘要 摘要 本文以淮南市潘谢矿区张集煤矿的煤为研究对象，做煤岩的动态压剪复合加 载实验研究，再结合理论分析与数值模拟，并与工程实际结合的方法，研究煤的 动态力学性能。 通过分析国内外煤岩的研究情况，发现现在关于研究煤岩的动态力学性能还 是较少，且由于各地区的煤岩差别较大，所以利用基于霍普金森压杆的动态压剪 系统对淮南市潘谢矿区张集煤矿的煤岩进行实验，为研究煤岩的动态力学性能提 供可靠性依据。通过A B A Q U S 模拟软件，验证基于霍普金森压杆的动态压剪系 统的可行性。先对煤岩进行不同应变率下的煤岩的动态单轴压缩试验，得到实验 波形，对实验波形进行处理得出结论在一定的应变率范围内，随着应变率的升 高，破坏应力整体有上升的趋势，破坏应力具有应变率敏感效应。在一定的应变 率范围内，随着应变率的升高，破坏应变有上升的趋势，破坏应变具有应变率敏 感效应。再对煤岩进行动态压剪实验，得到实验波形，对实验数据进行分析得出 在一定的应变率范围内，随着应变率的升高，破坏应力也随着升高，当应变率升 高到一定程度时，破坏应力开始下降，到最后无明显的变化。破坏应力对应变率 具有一定敏感效应。在一定的应变率范围内，随着应变率的升高，动态弹性模量 也随着上高，当应变率升高到一定成的时候，动态弹性模量又降低，到原来的动 态弹性模量，最后趋于稳定，无明显变化。动态弹性模量对应变率具有一定的敏 感效应。再进行对比分析得出煤岩的破坏应变与加载路径具有很大相关性。为 研究煤岩的动态力学性能提供依据。 通过A B A Q U S 模拟岩．煤．岩的实际工作面，通过对比分析两种不同冲击下 的煤岩破坏情况，得出煤岩在斜方向即压剪的情况下破坏范围更广，破坏情况更 严重，与煤岩的动态压剪实验结果相同。 图4 8 表5 参4 1 关键词煤岩；S H P B ；加载路径；数值模拟；动态力学性能 分类号 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 万方数据 A b s l a a c t A b s t r a c t T h i sp a p e rt a k e st h ep a nx i es h e e ts e t sc o a lm i n i n ga r e ao fh u a in a nc i t yo fc o a l a St h er e s e a r c ho b j e c t ．C o a la n dr o c kd y n a m i cc o m p r e s s i v es h e a rc o m p o s i t el o a d e x p e r i m e n ts t u d y ．C o m b i n i n gt h e o r e t i c a la n a l y s i sa n dn u m e r i c a ls i m u l a t i o na n d c o m b i n e dw i t he n g i n e e r i n gp r a c t i c e ，t h em e t h o do fs t u d y i n gt h ed y n a m i cm e c h a n i c a l p r o p e r t i e so f c o a l ． T h r o u g ht h ea n a l y s i so fd o m e s t i ca n df o r e i g nr e s e a r c hs i t u a t i o no fc o a la n dr o c k ， n O Wf o u n do nt h er e s e a r c ho fc o a la n dr o c kd y n a m i cm e c h a n i c a lp e r f o r m a n c eo rl e s s ， a n dt h er e g i o n a ld i f f e r e n c eo fc o a la n dr o c ki sl a r g e r , ．S ot h eu s eo fd y n a m i cp r e s s u r e s h e a rs y s t e mb a s e do nh o p k i n s o np r e s s u r eb a rf o rp a nx i es h e e ts e t sc o a lm i n i n ga r e a o fh u a i n a nc i t ye x p e r i m e n to fc o a lr o c k ．F o rt h er e s e a r c ho fc o a la n dr o c kd y n a m i c m e c h a n i c sp e r f o r m a n c et op r o v i d er e l i a b i l i t yb a s i s ．B a s e do nt h eh o p k i n s o np r e s s u r e b a ra r ev e r i f i e dt h r o u g ht h es i m u l a t i o ns o f t w a r eo fA B A Q U S ，t h ef e a s i b i l i t yo ft h e d y n a m i cp r e s s u r es h e a rs y s t e m ．F i r s to fc o a la n dr o c ku n d e rd i f f e r e n ts t r a i nr a t eo f c o a la n dr o c kd y n a m i cu n i a x i a lc o m p r e s s i o nt e s t , g e tt h ee x p e r i m e n t a lw a v e f o r m s ，t o d e a lw i t ht h ee x p e r i m e n t a lw a v e f o r m sc o m et ot h ec o n c l u s i o n I nac e r t a i nr a n g eo f s t r a i nr a t e ，w i t ht h ei n c r e a s eo fs t r a i nr a t e ，f a i l u r es t r e s so v e r a l lu p w a r dt r e n d ，f a i l u r e s t r e s si ss e n s i t i v et os t r a i nr a t e ．I nac e r t a i nr a n g eo fs t r a i nr a t e ，埘mt h ei n c r e a s eo f s t r a i nr a t e ，f a i l u r es t r a i nh a sat e n d e n c yt or i s e ，f a i l u r es t r a i ni ss e n s i t i v et os t r a i nr a t e ． D y n a m i cp r e s s u r eo nt h ec o a lr o c kc u t t i n ge x p e r i m e n t ，b ye x p e r i m e n tw a v e f o r m ， a n a l y z et h ee x p e r i m e n t a ld a t ac o n c l u d e d W i t h i nac e r t a i nr a n g eo fs t r a i nr a t e ，w i t h t h ei n c r e a s eo fs t r a i nr a t e ，t h eb r e a k i n gs t r e s si n c r e a s e s ，a sw e l la ss t r a i nr a t er i s e st oa c e r t a i ne x t e n t ，f a i l u r es t r e s sb e g a nt od e c l i n e ，a tt h ee n do ft h ed a yh a v en oo b v i o u s c h a n g e ．F a i l u r es t r e s si ss e n s i t i v et os t r a i nr a t eh a sac e r t a i ne f f e c t ．W i t h i nac e r t a i n r a n g eo fs t r a i nr a t e ，w i t ht h ei n c r e a s eo fs t r a i nr a t e ，t h ed y n a m i cm o d u l u s o fe l a s t i c i t y a sh i g h ，w h e nt h es t r a i nr a t ei n c r e a s e st oac e r t a i ni n t ot h ed y n a m i cm o d u l u so f e l a s t i c i t ya n dr e d u c e ，t ot h eo r i g i n a ld y n a m i cm o d u l u so fe l a s t i c i t y , f i n a l l yt e n d st ob e s t a b l e ，n oo b v i o u sc h a n g e ．D y n a m i cm o d u l u so fe l a s t i c i t yi ss e n s i t i v et os t r a i nr a t eh a s ac e r t a i ne f f e c t ．T oc o m p a r a t i v ea n a l y s i s t h ed e s t r u c t i o no ft h ec o a la n dr o c ks t r a i n a n dl o a d i n gp a t hh a sg r e a tr e l e v a n c e ．P r o v i d et h eb a s i sf o rs t u d yo ft h ed y n a m i c 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 m e c h a n i c a lp r o p e r t i e so fc o a la n dr o c k ． B yA B A Q U Ss i m u l a t i o nr o c k - c o a l - t h ea c t u a lw o r k i n gf a c e ，t h r o u g ht h e c o m p a r a t i v ea n a l y s i so ft w od i f f e r e n tu n d e rt h ei m p a c to fc o a la n dr o c kd a m a g e ，i ti s c o n c l u d e dt h a tc o a la n dr o c ki nt h ed i a g o n a ld i r e c t i o nt h a tu n d e rt h ec o n d i t i o no f c o m p r e s s i o n - s h e a rd a m a g ei sw i d e r , t h ed a m a g ei sm o r es e r i o u s ，t h es a m ea st h ec o a l a n dr o c kd y n a m i cp r e s s u r es h e a re x p e r i m e n tr e s u l t s ． F i g u r e4 8t a b l e 5r e f e r e n c e 41 K e y w o r d s c o a lr o c k ；S H P B ．L o a d i n gp a t h s ．N u m e r i c a ls i m u l a t i o n ；T h ed y n a m i c m e c h a n i c a lp r o p e r t i e so f C h i n e s eb o o k sc a t a l o g 万方数据 目录 目录 摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 A b s t r a c t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．I I I 1 绪{ 念⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 ． 1 ．1 研究背景和意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．1 ． 1 ．2 国内外研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 1 ．2 ．1 煤岩动态力学特性研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 ． 1 ．2 ．2 分离式霍普金森杆实验研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 ． 1 ．3 问题提出⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．4 ． 1 ．3 ．1 存在的不足⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 ． 1 ．3 ．2 需要进一步研究的问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 ． 1 ．4 主要内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．6 ． 1 ．5 技术路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一6 ． 2 煤岩压剪复合加载系统设计的数值模拟优选⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一9 ． 2 ．1 数值模拟在S H P B 实验技术中的应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．9 ． 2 ．2 A B A Q U S 有限元软件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．- 1 0 2 ．2 ．1 A B A Q U S 有限元软件特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 0 一 2 ．2 ．2 A B A Q U S ／E x p l i c i t 分析模块⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 1 - 2 ．3 压剪复合加载系统的设计方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯- 1 1 2 - 3 。1 单斜端面垫块压剪装置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 2 2 ．3 ．2 双斜端面垫块压剪装置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 3 2 ．4 数值模拟验证准备⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 3 2 ．4 ．1 普通的单轴S H P B 数值模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯- 1 3 ． 2 ．4 ．2 基于S H P B 的单斜端面垫块压剪装置数值模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 6 ． 2 ．4 ．3 基于S H P B 的双斜端面垫块压剪装置数值模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯．一1 8 - 2 ．5 方案比较与优选⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2 0 3 煤岩动态压剪联合冲击实验研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2 3 - 3 ．1 S H P B 实验系统及原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．- 2 3 3 ．1 ．1S H P B 简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．一2 3 - 3 ．1 ．2 S H P B 实验原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2 3 3 ．2 基于S H P B 的压剪联合冲击实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2 6 3 ．2 ．1 基于S H P B 的动态压剪复合加载实验简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．- 2 6 - V 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 3 ．2 ．2 基于S H P B 的动态压剪复合加载实验原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 7 ． 3 ．2 ．3 基于S H P B 的动态压剪复合加载实验装置及煤样⋯⋯⋯⋯⋯．．2 9 。 3 ．2 ．4 数据处理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 3 ． 3 ．3 基于S Ⅷ B 的动态压剪复合加载实验步骤及结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一3 3 ． 3 ．3 ．1 基于S H P B 的动态压剪复合加载实验步骤⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 4 ． 3 ．3 ．2 基于S H P B 的动态压剪复合加载实验波形⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．一3 5 ． 3 ．4 实验结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 0 ． 3 ．4 ．1 煤岩单轴动态压缩实验波形结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 0 ． 3 ．4 ．2 基于S H P B 的动态压剪复合加载实验波形结果分析⋯⋯⋯⋯．．4 2 ， 3 ．4 ．3 煤岩的单轴压缩与压剪复合加载对比分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 5 4 冲击载荷作用下岩．煤．岩工作面模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 7 ． 4 ．1 模拟岩．煤．岩工作面前准备⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 7 ． 4 ．2 岩一煤一岩工作面的模型建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 8 4 ．3 垂直方向冲击顶板的数值模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 9 ． 4 ．4 斜方向冲击顶板的数值模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 2 4 ．5 两种模拟对比分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 4 ． 5 结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 5 ． 5 ．1 主要结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 5 ． 5 ．2 不足⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 5 ． 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 7 ． 致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 1 一 作者简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．一6 3 万方数据 C o n t e n t s C o n t e n t s C h i n e s ea b s t r a c t ．⋯⋯．⋯⋯⋯．．⋯．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．．⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯．⋯⋯．⋯．⋯．．．．1 E n g l i s ha b s t r a c t ．。．．。。。⋯．⋯．。⋯．．．．．⋯．⋯。．。．．。。．．⋯。。。．．。。。。．。．。。。．．。。．。。。。。。。．．．．。．。．。．。．．，．．．．。．．．．．．．，。。。。。．。。．．。I I I lI n t r o d u c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯一1 一 I1R e s e a r c hb a c k g r o u n da n ds i g n i f i c a n c e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯- 1 1 ．2R e s e a r c hs t a t u sa th o m ea n da b r o a d ⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．．⋯⋯- 2 1 ．2 ．1C o a la n dr o c kd y n a m i cm e c h a n i c a lp r o p e r t i e sr e s e a r c hs t a t u s ．．．．．．．．．- 2 一 1 ．2 ．2S p l i th o p k i n s o nb a re x p e r i m e n t sr e s e a r c hs t a t u s ⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．⋯．⋯⋯一3 1 ．3P r o b l e mi sp u tf o r w a r d ⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．一4 1 ．3 ．1T h ed e f i c i e n c i e s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．一4 1 ‘3 ．2P r o b l e m sw h i c hn e e dt ob es t u d i e df u a h e r ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．- 5 1 ．4T h em a i nc o n t e n t ⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯- 6 一 1 ．5T e c h n i c a lr o u t e ⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯一6 2C u tc o a la n dr o c kp r e s s u r ec o m p o s i t el o a dn u m e r i c a ls i m u l a t i o no p t i m i z a t i o no f s y s t e md e s i g n ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 - 2 ．1A p p l i c a t i o no f n u m e r i c a ls i m u l a t i o nt e c h n o l o g yi nS H P Be x p e r i m e n t ⋯⋯．一9 2 ．2U s i n g A B A Q U Sf i n i t ee l e m e n ts o f t w a r e ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．⋯⋯．⋯．．．．⋯⋯⋯．一1 0 - 22 ．1A B A Q U Sf i n i t ee l e m e n ts o f t w a r e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 0 2 ．2 ．2A B A Q U S ／E x p l i c i ta n a l y s i sm o d u l e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯- 1 1 - 2 ．3T h ec o m p r e s s i o n - s h e a rc o m p o s i t el o a d i n gs y s t e md e s i g ns c h e m e ．．．．．．．．．．．- 1 1 - 23 ．1S i n g l ei n c l i n e db l o c kc o m p r e s s i o n s h e a rd e v i c e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．一1 2 - 2 ．3 ．2D o u b l ei n c l i n e db l o c kc o m p r e s s i o n s h e a rd e v i c e ⋯⋯⋯．．．⋯．．．．．．．⋯．．1 3 _ 2 ．4N u m e r i c a ls i m u l a t i o nv a l i d a t i o n ⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．．．．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．一1 3 2 ．4 ．1A g a i n s t o r d i n a r yu n i a x i a lS H P Bn u m e r i c a ls i m u l a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．- 1 3 2 ．4 ．2B a s e do nt h es i n g l ei n c l i n e db l o c ko fS H P Bc o m p r e s s i o n s h e a rd e v i c e n u m e r i c a Is i m u l a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 6 - 2 ．4 ．3 B a s e do nt h ed o u b l ei n c l i n e db l o c ko fS H P Bc o m p r e s s i o n s h e a rd e v i c e n u m e r i c a Is i m u l a t i o n ．．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．一1 8 25S c h e m ec o m p a r i s o na n ds e l e c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2 0 3 C o a la n dr o c kd y n a m i cp r e s s u r es h e a r j o i n ti m p a c te x p e r i m e n t s ⋯⋯．．．．- ．．．．．- ．．．．．- 一2 3 _ 3 ．1 S H P Be x p e r i m e n t a ls y s t e ma n dp r i n c i p l e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2 3 ‘ V I I 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 3 ．1 ．1J n t r o d u c t i o no fS H P B ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2 3 3 ．1 ．2 S H P Be x p e r i m e n t a lp r i n c i p l e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2 3 3 ．2 B a s e do nt h es h e a rj o i n ti m p a c tp r e s s u r eS H P Be x p e r i m e n t ⋯⋯⋯⋯⋯．一2 6 - 3 ．2 ．1B a s e do nt h ed y n a m i cp r e s s u r eS H P Bc u tc o m p o u n dl o a dp r o f i l e ．- 2 6 3 ．2 ．2 D y n a m i cc o m p r e s s i o n s h e a rc o m p o s i t el o a db a s e dS H P B e x p e r i m e n t a l p r i n c i p l e ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．一2 7 3 ．2 ．3 D y n a m i cc o m p r e s s i o n s h e a rc o m p o s i t el o a db a s e do nS H P B e x p e r i m e n td e v i c ea n dt h ec o a ls a m p l e ．．⋯．．⋯⋯⋯⋯．．．．．．．．．⋯⋯⋯．．．．．．．．．．．．．一2 9 - 3 ．2 ．4 T h ed a t ap r o c e s s i n g ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．．⋯．3 3 3 ．3 D y n a m i cc o m p r e s s i o n s h e a rc o m p o s i t el o a db a s e do nS H P Be x p e r i m e n t a l p r o c e d u r e sa n dr e s u l t s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．，．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 3 3 ．3 ．1 D y n a m i cc o m p r e s s i o n s h e a rc o m p o s i t el o a db a s e do nS H P B e x p e r i m e n t a Is t e p s ⋯．⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．j 4 3 ．3 ．2 D y n a m i cc o m p r e s s i o n s h e a rc o m p o s i t el o a db a s e do nS H P B e x p e r i m e n tw a v e f o r m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．一3 5 3 ．4 T h ee x p e r i m e n tr e s u l t sa n a l y s i s ⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 0 ． 3 ．4 ．1 C o a la n dr o c ku n d e ru n i a x i a ld y n a m i c c o m p r e s s i o ne x p e r i m e n t w a v e f o r ma n a l y s i sr e s u l t s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．一4 0 ． 3 ．4 ．2 D y n a m i cc o m p r e s s i o n s h e a rc o m p o s i t el o a db a s e do nS H P B e x p e r i m e n tw a v e f o r ma n a l y s i sr e s u l t s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．一4 2 4 U n d e rt h ea c t i o no f i m p a c tl o a dr o c k c o a l m i n i n gs i m u l a t i o n ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．4 S ． 4 ．I S i m u l a t e dr o c k c o a l r e a d yt ow o r k ．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．．4 7 ． 4 ．2 R o c k 。c o a l w o r k i n gf a c em o d e li se s t a b l i s h e di nt h i sp a p e r ⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．4 7 一 t 3 T h en u m e r i c a ls i m u l a t i o no ft h ev e r t i c a li m p a c to fr o o f ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．一4 8 4 ．4 T h en u m e r i c a ls i m u l a t i o no f t h ei n c l i n e dd i r e c t i o ni m p a c to f r o o f ．．．．．．．．．．．．一4 9 4 ．5 T w ok i n d so fs i m u l a t i o na n a l y s i s ⋯⋯．⋯．．⋯⋯．．．．⋯⋯⋯．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．5 2 ． 5 C o n c l u s i o na n d p r o s p e c t ．．。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．，．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．5 4 ． 5 ．1 T h em a i nc o n c l u s i o n ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．一5 5 5 ．2 I n s u f f i c i e n t ．⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．⋯．．．．⋯⋯⋯．．．．⋯一S S