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第1章 绪论1

1.1 基本概念1

1.1.1 渗流1

1.1.2 流变与蠕变1

1.1.3 蠕变-渗流2

1.1.4 损伤与蠕变损伤2

1.1.5 渗流-蠕变-损伤3

1.1.6 煤岩边坡及其稳定性3

1.2 渗流-蠕变-损伤耦合研究概况4

1.2.1 煤岩边坡稳定性研究的历史发展4

1.2.2 煤岩边坡的渗流9

1.2.3 煤岩边坡的渗流-损伤耦合10

1.2.4 煤岩边坡的渗流-蠕变耦合11

1.2.5 煤岩边坡的蠕变-损伤耦合12

1.2.6 煤岩边坡的渗流-蠕变-损伤耦合13

1.2.7 渗流-蠕变-损伤耦合体系研究意义14

第2章 煤岩体渗流-蠕变-损伤耦合试验15

2.1 煤蠕变-渗流耦合分析16

2.1.1 煤蠕变-渗流耦合试验系统16

2.1.2 煤峰前蠕变-渗流耦合特征20

2.1.3 煤峰后蠕变-渗流耦合规律37

2.2 泥岩三轴蠕变特性52

2.2.1 三轴蠕变试验方法52

2.2.2 泥岩蠕变效应分析54

2.3 水对软岩蠕变影响58

2.3.1 软岩蠕变测试过程58

2.3.2 软岩蠕变形态分析60

2.3.3 蠕变模型及其参数确定63

2.4 煤岩蠕变-渗流耦合规律65

2.4.1 蠕变-渗流耦合试验条件65

2.4.2 耦合试验数据统计分析66

2.4.3 渗透率与围压拟合关系72

2.4.4 蠕变与渗流耦合全过程渗透率演化规律75

2.4.5 渗透率-蠕变拟合方程表达78

2.5 充水煤岩渗流-损伤机理79

2.5.1 黏性土充水损伤规律79

2.5.2 饱和黏性土孔隙水压力消散特征82

2.5.3 充水作用下煤岩体渗流-损伤演化90

2.5.4 煤岩充水损伤机理95

第3章 煤岩体渗流-蠕变-损伤耦合理论101

3.1 煤岩体裂隙的几何特性101

3.1.1 裂隙面产状、规模与形态102

3.1.2 裂隙面间距和密度104

3.2 煤岩体水力特性105

3.2.1 单裂隙煤岩水力特性105

3.2.2 多裂隙煤岩水力特性111

3.2.3 渗透系数与应力的关系113

3.3 煤岩体边坡充水机理114

3.3.1 压差式充水模型115

3.3.2 自吸式充水机理115

3.3.3 黄土增湿损伤机理117

3.4 煤岩体损伤理论119

3.4.1 损伤度119

3.4.2 损伤度计算119

3.5 渗流-应力共同作用下煤岩体损伤分析120

3.5.1 煤岩体损伤的细观力学分析121

3.5.2 充水煤岩体损伤力学本构模型126

3.6 裂隙煤岩体渗流-损伤耦合模型131

3.6.1 压剪型裂隙煤岩体131

3.6.2 张开型裂隙煤岩体132

3.7 煤岩蠕变非线性损伤模型134

3.7.1 非线性蠕变模型134

3.7.2 全程应力-应变曲线134

3.7.3 参数线性化与稳定性分析136

3.8 煤岩体渗流-蠕变损伤耦合理论137

3.8.1 基本假设137

3.8.2 蠕变-渗流耦合分析的平衡方程137

3.8.3 蠕变-渗流耦合分析的连续性方程139

第4章 煤岩体渗流-蠕变-损伤的数值研究153

4.1 有限元法基本方程154

4.1.1 基本原理154

4.1.2 渗流分析基本方程155

4.1.3 黏弹塑性分析基本方程161

4.2 渗流-损伤耦合分析有限元程序设计169

4.2.1 程序设计思路169

4.2.2 有限元判据171

4.3 蠕变-渗流耦合分析有限元程序设计171

4.3.1 总体控制方程171

4.3.2 有限元程序设计172

第5章 煤岩边坡渗流-蠕变-损伤的现场工程模拟175

5.1 充水基底排土场边坡渗流-损伤耦合机理数值模拟175

5.1.1 工程背景175

5.1.2 充水损伤过程数值模拟176

5.1.3 充水损伤对排土场边坡稳定性的影响181

5.1.4 充水基底排土场边坡拉张损伤破坏数值模拟184

5.2 充水煤岩边坡渗流-损伤耦合机理数值模拟189

5.2.1 工程背景189

5.2.2 充水煤岩边坡开裂破坏机理数值模拟191

5.2.3 充水煤岩边坡水压消散规律数值模拟197

5.2.4 充水煤岩体边坡渗流-损伤耦合计算199

5.3 层状煤岩边坡蠕变破裂数值模拟205

5.3.1 工程背景205

5.3.2 工程地质特征206

5.3.3 破坏致因分析207

5.3.4 蠕变破裂模拟208

5.4 层状边坡蠕变-渗流耦合作用数值模拟225

5.4.1 水文地质概况225

5.4.2 蠕变-渗流耦合模拟226

5.4.3 结果分析229

第6章 煤岩边坡渗流-蠕变-损伤的智能分析方法232

6.1 基于人工神经网络的非线性分析232

6.1.1 基本原理233

6.1.2 神经网络的可用性研究236

6.1.3 神经网络预测滑坡位置239

6.1.4 西帮治理方案预测240

6.1.5 治理方案的模糊法推正241

6.2 基于时间序列的非线性分析245

6.2.1 现场监测数据及其回归分析245

6.2.2 时间序列分析248

参考文献256