高压电脉冲破岩机理及力学性状研究

　　目录
　　1绪论
　　1.1研究背景及意义
　　1.2国内外研究现状
　　1.2.1高压电脉冲破岩机理
　　1.2.2高压电脉冲破岩与传统破岩技术结合
　　1.3本书研究内容
　　1.4高压电脉冲破岩机理及力学性状研究技术路线
　　2高压电脉冲破岩机理研究
　　2.1高压电脉冲破岩解析模型
　　2.1.1高压电脉冲等效电路
　　2.1.2等离子体通道力学模型
　　2.1.3岩石电破碎力学损伤过程分析
　　2.2高压电脉冲破岩数值模型
　　2.2.1岩石应力场控制方程和损伤模型
　　2.2.2数值模型建立
　　2.3高压电脉冲破岩模型验证
　　2.4模型结果分析
　　2.4.1高压电脉冲破岩过程分析
　　2.4.2花岗岩异质性对岩石破碎的影响规律
　　2.4.3高压电脉冲破岩机理分析
　　2.5本章结论
　　3高压电脉冲等离子体通道形成过程研究
　　3.1等离子体通道演化模型
　　3.1.1通道电流模型
　　3.1.2电导率变化模型
　　3.1.3通道能量模型
　　3.2高压电脉冲等离子体通道数值模型构建
　　3.2.1基本假设
　　3.2.2几何模型
　　3.2.3模型验证
　　3.2.4结果与讨论
　　3.3影响因素分析
　　3.3.1脉冲波形对等离子体通道形成影响
　　3.3.2电极间距对等离子体通道形成影响
　　3.3.3矿物颗粒对等离子体通道形成影响
　　3.4本章结论
　　4水下高压脉冲放电机理与能量转换效率研究
　　4.1水下高压脉冲放电冲击波形成机理
　　4.2能量转换效率模型建立
　　4.2.1水下高压脉冲放电能量转换过程
　　4.2.2等离子体通道动力学方程与能量转换效率
　　4.2.3模型验证
　　4.2.4结果分析
　　4.3能量转换效率参数分析
　　4.3.1击穿电压影响分析
　　4.3.2回路电感影响分析
　　4.3.3电容量影响分析
　　4.4本章结论
　　5高压电脉冲-水力压裂联合破岩模型研究
　　5.1高压电脉冲-水力压裂联合破岩的数学模型
　　5.1.1高压电脉冲-水力压裂联合破岩概念模型
　　5.1.2应力场控制方程
　　5.1.3渗流场控制方程
　　5.2模型设置和求解流程
　　5.2.1控制方程数值实施
　　5.2.2几何模型和求解流程
　　5.3高压电脉冲-水力压裂联合破岩模型验证
　　5.3.1单轴压缩和含预裂缝的单轴压缩模拟
　　5.3.2高压电脉冲数值试验模拟
　　5.3.3水力压裂数值试验模拟
　　5.4模型结果分析
　　5.4.1高压电脉冲破岩及其水力学参数演化模拟
　　5.4.2高压电脉冲后水力压裂破岩模拟
　　5.4.3高压电脉冲-水力压裂联合破岩机理分析
　　5.5考虑复杂地质条件下的高压电脉冲-水力压裂联合破岩
　　5.5.1复杂地质条件下的联合破岩概念模型
　　5.5.2复杂地质条件下的联合破岩数学模型
　　5.5.3考虑拉伸-剪切混合损伤的弹塑性本构关系
　　5.5.4模型建立
　　5.6模型结果分析
　　5.6.1复杂地质条件下的高压电脉冲破岩
　　5.6.2复杂地质条件下有无高压电脉冲的水力压裂破岩规律
　　5.7考虑天然裂缝的注水压裂模型分析
　　5.8本章结论
　　6高压电脉冲-机械联合破岩力学性状研究
　　6.1高压电脉冲-机械联合破岩技术构想
　　6.2高压电脉冲-机械联合破岩数学模型
　　6.2.1联合破岩应力过程分析
　　6.2.2岩石损伤模型
　　6.3联合破岩模型设置
　　6.3.1基本假设
　　6.3.2几何模型
　　6.3.3模型验证
　　6.4高压电脉冲-机械联合破岩过程模拟
　　6.5影响因素分析
　　6.5.1电极电压对联合破岩影响
　　6.5.2脉冲上升时间对联合破岩影响
　　6.5.3高压电脉冲和机械作用顺序对联合破岩影响
　　6.6本章结论
　　7结论
　　参考文献

　　饶平平，男，中共党员，教授，同济大学地下建筑与工程系岩土工程专业博士，上海市委组织部第十批援疆干部人才（对口支援喀什大学土木工程学院），现任上海理工大学环境与建筑学院副院长，教授，博导，获上海市东方学者、上海市青年五四奖章、上海市重大工程实事立功竞赛优秀建设者、上海市脱贫攻坚嘉奖、第十批省市援疆记功等荣誉称号，兼任国家自然科学基金项目评审专家、上海市优秀学位论文评审专家，上海市科委项目评审专家，上海市建筑施工行业协会BIM评审专家，杨浦区BIM技术推广应用专家组长，《土木建筑工程信息技术》杂志编委。主要从事深基坑工程、隧道与地下工程、岩土体电性效应、BIM技术应用及顶层设计研究，主持国家自然科学基金面上、青年及多项相关横向课题。累计发表论文100余篇，其中SCI及EI收录50余篇。作为副组长参与编制2016年、2017年《上海市杨浦区建筑信息模型技术示范区建设推进白皮书》。

　　本书共分7章内容。第1章绪论，介绍本书所使用的研究方法及思路；第2章高压电脉冲破岩机理研究，通过理论和数值模拟方法，研究了高压电脉冲等离子体通道形成、扩张以及冲击波压力演化规律；第3章高压电脉冲等离子体通道形成过程研究，构建了岩石电击穿过程中等离子体通道演化模型；第4章水下高压脉冲放电机理与能量转换效率研究，基于气泡击穿理论，对水下高压脉冲放电过程进行研究，分析电击穿和等离子通道形成的微观机理，揭示水下高压脉冲放电产生冲击波的过程；第5章高压电脉冲-水力压裂联合破岩模型研究，在对高压电脉冲破岩机理和等离子体通道形成过程的研究基础上，进一步研究了高压电脉冲-水力压裂联合破岩技术；第6章高压电脉冲-机械联合破岩力学性状研究，开发了一种高压电脉冲-机械联合破岩模型；第7章结论，对全书研究内容进行总结。