隨開采深度增加,深部巖體更趨于破碎成為塊系介質(zhì),在高地應(yīng)力和開采擾動條件下,極易發(fā)生塊系巖體超低摩擦效應(yīng),進(jìn)而誘發(fā)沖擊地壓災(zāi)害�？紤]砂巖頂板間、頂板-煤-底板間、深部趨于破碎的巖體與巖體間、巷道中以及覆水巖層間等實際工況。以塊系巖體為研究對象,采用自主研制超低摩擦試驗裝置分別進(jìn)行應(yīng)力波擾動條件下不同巖性、非均質(zhì)、不同高度以及含水塊體超低摩擦效應(yīng)試驗研究。對塊系巖體施加軸壓、水平?jīng)_擊以及垂直方向應(yīng)力波擾動作用,來模擬巖石所處應(yīng)力環(huán)境。通過改變應(yīng)力波擾動頻率、幅值,以工作塊體殘余位移、水平加速度表征塊體超低摩擦效應(yīng)強度,分析完整砂巖塊體、煤巖組合塊體、兩塊平行節(jié)理砂巖塊體、四塊平行節(jié)理砂巖塊體、含孔洞砂巖塊體以及不同高度砂巖塊體、含水砂巖塊體超低摩擦效應(yīng)強度及塊體能量特征規(guī)律。其結(jié)論為塊系巖體超低摩擦效應(yīng)研究深入認(rèn)識提供了重要科學(xué)參考。研究結(jié)果表明:（1）分析了應(yīng)力波擾動對塊系巖體超低摩擦效應(yīng)強度影響規(guī)律。應(yīng)力波擾動頻率對塊體超低摩擦效應(yīng)影響存在強弱區(qū)間,當(dāng)應(yīng)力波擾動頻率位于1³Hz低頻區(qū)間內(nèi),塊體殘余位移增大,超低摩擦效應(yīng)強度增強;塊體超低摩擦效應(yīng)強度隨應(yīng)力波擾動幅... 

【文章來源】：遼寧工程技術(shù)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【圖文】：

水平位移與滯后時間的關(guān)系[53]

遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文6圖1.4深部巖體動態(tài)特性多功能試驗系統(tǒng)[69]Fig.1.4Multifunctionaltestsystemofdynamiccharacteristicsofdeeprockmass[69]王德榮等[70]自主研制了可進(jìn)行深部巖體超低摩擦試驗的動態(tài)特性多功能試驗系統(tǒng)，如圖1.4。該系統(tǒng)可通過下落的小球為塊系巖體施加垂直沖擊作用、利用砝碼及擺錘對塊體施加水平靜力及沖擊作用，通過位移、加速度傳感器測量塊體的位移及加速度，依次分析塊系巖體的超低摩擦效應(yīng)及動力響應(yīng)情況。戚承志等[71]對深部巖體構(gòu)造層次及其成因進(jìn)行了分析。內(nèi)在原因是在巖石形成時，由于不平衡狀態(tài)的存在及與周圍環(huán)境進(jìn)行能量及物質(zhì)交換，出現(xiàn)了耗散結(jié)構(gòu)及自組織過程，從而形成了相互嵌入的自相似分形結(jié)構(gòu)。外因是由于外部場作用的存在使得地殼處于不平衡狀態(tài)。從而引起地球運動狀態(tài)的改變。其中，地球旋轉(zhuǎn)軸的運動對巖體構(gòu)造層次的形成起主要作用。潘一山等[72]針對深部沖擊地壓發(fā)生時，煤巖體有明顯的錯動現(xiàn)象，基于塊系巖體中擺型波傳播理論，研究擺型波在塊系巖體中傳播時誘發(fā)巖塊間的超低摩擦發(fā)生機理。通過分析動力作用下巖塊間的相對位移最大值，研究塊系巖體的超低摩擦發(fā)生規(guī)律。王凱興等[73]基于深部巖體的非連續(xù)自平衡地應(yīng)力等級塊系構(gòu)造理論，研究擺型波傳播過程塊系巖體中巖塊與其周圍軟弱介質(zhì)之間的能量轉(zhuǎn)化規(guī)律，分析自應(yīng)力塊系巖體中的能量傳遞規(guī)律。劉冬橋等[74-76]進(jìn)行靜載動載共同作用試驗，模擬了巷道誘發(fā)沖擊地壓破壞的過程，提出了一種判別是否動載誘發(fā)沖擊地壓的試驗方法，并將動載誘發(fā)沖擊分成平靜期、顆粒彈射、碎屑剝落、沖擊地壓劇烈破壞等四個階段，對碎屑破碎狀態(tài)及形狀進(jìn)行了分析。李利萍等[77]建立地應(yīng)力及雙向沖擊載荷作用下，塊系巖體超低摩擦效應(yīng)理論模型。對各塊體間法

遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文12施加軸壓：0~30MPa施加垂直擾動：0~3MPa垂直擾動頻率：0~30Hz液壓站施加水平?jīng)_擊：0~30MPa施加圍壓0~30MPa圖2.2超低摩擦加載試驗臺Fig.2.2Hydraulicloadingtestplatformwithanomalouslylowlowfriction2.3試件制備本文分別研究應(yīng)力波擾動對砂巖塊體、煤巖組合塊體、破碎砂巖塊體、含孔洞砂巖塊體、不同高度砂巖塊體、含水砂巖塊體等6組不同試件超低摩擦效應(yīng)影響分析，本文砂巖塊體、煤巖塊體采自阜新孫家灣煤礦，將所采大塊巖樣運至實驗室后，嚴(yán)格按照巖石力學(xué)試驗規(guī)程要求，加工成標(biāo)準(zhǔn)柱形煤樣，高100mm±2mm，截面直徑50mm±2mm。將煤巖塊試樣分別在遼寧工程技術(shù)大學(xué)YAW-2000電液伺服巖石壓力試驗機上進(jìn)行單軸壓縮試驗，以位移方式加載，加載速度0.005mm/s，直至試樣破壞，如圖2.3-圖2.5所示為試驗圖。塊體參數(shù)如表2.3-2.4所示。圖2.3標(biāo)準(zhǔn)巖塊試樣Fig.2.3Standardrocksample

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]含水含孔試樣破壞的波速及功率譜密度特征[J]. 張?zhí)燔?張磊,李樹剛,劉佳蕾,紀(jì)翔,潘紅宇.  煤炭學(xué)報. 2018(12)
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博士論文
[1]節(jié)理化巖體超低摩擦現(xiàn)象實驗研究[D]. 任曉龍.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 2017
[2]斷層型沖擊礦壓的動靜載疊加誘發(fā)原理及其監(jiān)測預(yù)警研究[D]. 蔡武.中國礦業(yè)大學(xué) 2015
[3]沖擊地壓發(fā)生和破壞過程研究[D]. 潘一山.清華大學(xué) 1999

碩士論文
[1]深埋地下洞室高邊墻圍巖塊體超低摩擦效應(yīng)研究[D]. 樊偉.武漢理工大學(xué) 2017
[2]深部巖體超低摩擦效應(yīng)的FLAC-3D數(shù)值模擬研究[D]. 呂家慶.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2015



本文編號：3441473