【摘要】：隨著鉆爆法技術(shù)在富水凍結(jié)巖層井筒建設(shè)中的應(yīng)用,爆炸作用不可避免的會對井筒凍結(jié)基巖段凍結(jié)管以及周圍圍巖造成振動影響,經(jīng)常會出現(xiàn)爆炸作用使得凍結(jié)管發(fā)生斷裂的現(xiàn)象,給井筒施工帶來重大安全問題。因此,深入研究爆炸作用下井筒凍結(jié)基巖段凍結(jié)管及圍巖的振動響應(yīng)規(guī)律,對于確保井筒施工的安全和加快井筒的施工進度具有非常重要的理論指導(dǎo)意義和工程應(yīng)用價值。本文以具體工程為背景,運用理論分析、室內(nèi)試驗和數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法,對爆炸作用下井筒凍結(jié)基巖段凍結(jié)管及圍巖的振動響應(yīng)規(guī)律進行研究。首先,應(yīng)用應(yīng)力波基本理論,分析了爆炸應(yīng)力波在巖石中的傳播與衰減規(guī)律,分析了平面縱波在凍結(jié)管及圍巖接觸面處的反射、折射和散射規(guī)律,獲得了凍結(jié)管及圍巖的應(yīng)力場和位移場的復(fù)數(shù)表達式。其次,通過負溫飽水砂巖的單軸壓縮試驗,開展了負溫飽水砂巖的力學(xué)性能試驗研究,獲得了負溫飽水砂巖的基本力學(xué)參數(shù),為數(shù)值模擬提供理論參數(shù),結(jié)果表明:負溫飽水砂巖的單軸抗壓強度和彈性模量隨著溫度的降低而不斷增大;負溫飽水砂巖的泊松比隨著溫度的降低而不斷降低。最后,通過數(shù)值模擬方法,研究了不同起爆藥量、凍結(jié)管距爆源的不同距離和不同凍結(jié)溫度下井筒凍結(jié)基巖段凍結(jié)管振動響應(yīng)規(guī)律及圍巖的振動響應(yīng)規(guī)律,結(jié)果表明:凍結(jié)管的不同參考位置(迎爆面中心、垂直面中心和背爆面中心)質(zhì)點徑向振動速度大于切向振動速度,單元最大拉應(yīng)力大于最大壓應(yīng)力;凍結(jié)管的不同參考位置(迎爆面中心、垂直面中心和背爆面中心)質(zhì)點振動速度和單元最大主應(yīng)力隨著凍結(jié)溫度的降低而減小,隨著起爆藥量的增大而增大,隨著距爆源距離的增大而減小;凍結(jié)管周圍圍巖的質(zhì)點徑向振動速度大于切向振動速度,單元的最大拉應(yīng)力大于最大壓應(yīng)力,由于凍結(jié)管的存在,使得圍巖的質(zhì)點振動速度和單元最大主應(yīng)力變化規(guī)律受到一定影響。
【圖文】：

圖 3-1 砂巖試樣圖Figure 3-1 Sandstone sample切割機上切割好的試樣在端面打磨機上進打磨試樣，使加工好的試樣滿足尺寸精度要巖石物理力學(xué)性質(zhì)測定方法（GB/T2356.1-然吸水法來制作飽水試樣，首先往水箱中注一處，然后每間隔兩個小時再注水一次，注終液面高度高出試樣頂部 1cm-2cm 左右。的質(zhì)量。每隔 24h 稱重一次，直到試樣前后將飽水試樣放入低溫養(yǎng)護箱養(yǎng)護 48h。中國礦業(yè)大學(xué)力學(xué)實驗室完成。試驗需要的尺，，精度為 0.01g 的電子天平秤，水箱。制箱。

（3）操作界面圖 3-2 TAW2000 巖石力學(xué)伺服試驗系統(tǒng)gure 3-2 TAW2000 rock mechanics servo experimental sy石力學(xué)伺服試驗系統(tǒng)主要性能參數(shù)如下所示：向試驗力：2000kN。1000MPa。隙水壓：60MPa。量范圍：0-10mm（軸向）、0-5mm（徑向）。精度：-1%-+1%。量精度：-1%-+1%。度范圍：滿度/60-100000s。 軸 壓 縮 試 驗 (Uniaxial Compression 飽水砂巖的單軸壓縮試驗實質(zhì)上就是飽水砂巖
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TD262

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 鄭爽英;鄒新寬;;下穿隧道爆破振動作用下石油管道的安全性評價[J];爆破;2015年02期

2 費鴻祿;張龍飛;楊智廣;;拆除爆破塌落振動頻率預(yù)測及其回歸分析[J];爆破;2014年03期

3 李壯清;孫俊鵬;馬玉罄;;地鐵隧道與煤氣管線小凈距爆破實踐[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2014年24期

4 杜猛;榮傳新;鄭騰龍;;凍結(jié)管斷管原因及凍結(jié)溫度場數(shù)值計算分析[J];安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年01期

5 張玉柱;盧文波;陳明;嚴鵬;楊建華;;爆炸應(yīng)力波驅(qū)動的巖石開裂機制[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2014年S1期

6 劉優(yōu)平;喬蘭;徐斌;;P波作用下飽和土中輸流管道動力響應(yīng)[J];巖土力學(xué);2013年11期

7 鄭云木;田強;王起帆;馮國祥;;有限長柱形裝藥爆炸應(yīng)力波傳播分析[J];地下空間與工程學(xué)報;2013年05期

8 李興華;龍源;紀沖;周翔;路亮;;爆破地震波作用下隧道圍巖動應(yīng)力集中系數(shù)分析[J];巖土工程學(xué)報;2013年03期

9 張文;;我國凍結(jié)法鑿井技術(shù)的現(xiàn)狀與成就[J];建井技術(shù);2012年03期

10 褚懷保;楊小林;侯愛軍;余永強;梁為民;;煤體中爆炸應(yīng)力波傳播與衰減規(guī)律模擬實驗研究[J];爆炸與沖擊;2012年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 曹孝君;淺埋隧道爆破的地表震動效應(yīng)研究[D];西南交通大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 聶暢;人工爆破對輸氣管道影響分析及安全控制措施研究[D];西南石油大學(xué);2014年

2 賈勐;爆破振動對深井基巖段凍結(jié)管及圍巖影響規(guī)律研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2014年

3 王瀚;多圈管凍結(jié)壁內(nèi)部凍脹應(yīng)力的形成特性研究[D];安徽理工大學(xué);2010年

4 李兆國;廈門海底隧道鉆爆施工爆破振動規(guī)律研究[D];北京交通大學(xué);2009年

5 鐘建輝;鄰近隧道爆破施工對既有隧道影響的數(shù)值分析[D];天津大學(xué);2005年

6 榮耀;公路隧道爆破掘進震動效應(yīng)研究[D];重慶交通學(xué)院;2004年

7 潘曉馬;鄰近隧道施工對既有隧道的影響[D];西南交通大學(xué);2002年

本文編號：2577222