【摘要】：本文以神東礦區(qū)砂巖為研究對(duì)象,采用偏光顯微鏡、掃描電鏡、核磁共振系統(tǒng)、RMT-150C力學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)、DS5-8B系列全信息聲發(fā)射儀對(duì)不同類型砂巖的礦物成分、微觀形貌、孔隙特征、力學(xué)性質(zhì)、聲發(fā)射特征進(jìn)行了全面系統(tǒng)的研究,重點(diǎn)探討了不同砂巖孔隙結(jié)構(gòu)和聲學(xué)特征與其力學(xué)性質(zhì)影響關(guān)系,為構(gòu)建神東礦區(qū)砂巖力學(xué)本構(gòu)模型等相關(guān)理論研究奠定了基礎(chǔ),得出主要結(jié)論如下:(1)砂巖的主要成分為石英(15%以上)、長石(40%以上),并含有少量云母等;砂巖的顆粒直徑與孔隙大小基本服從正態(tài)分布;粉砂巖表面平整致密,細(xì)粒砂巖表面分布著細(xì)小的孔隙,中粒砂巖孔隙結(jié)構(gòu)十分發(fā)育,顆粒呈團(tuán)簇狀;粉砂巖和細(xì)粒砂巖T_2譜分布圖呈現(xiàn)明顯的雙峰,兩者均以微孔、微小孔為主,而中粒砂巖T_2譜分布圖存在兩種分布形式,大、中、小孔分布較為均勻。(2)砂巖彈性模量與抗壓強(qiáng)度呈正相關(guān),應(yīng)力—應(yīng)變曲線分為兩種損傷破壞模型,而延性階段的產(chǎn)生則是由于礦物顆粒與膠結(jié)物所形成的膠結(jié)狀態(tài)本身具有一定的承載能力,從而表現(xiàn)出應(yīng)力維持不變,應(yīng)力連續(xù)增加;砂巖以劈裂和錐形破壞為主要破壞形式,粉砂巖和中粒砂巖以劈裂破壞為主,細(xì)粒砂巖則為錐形破壞和貫穿整個(gè)巖樣主斷裂面的破壞方式。(3)砂巖累計(jì)計(jì)數(shù)、能量與應(yīng)力的變化具有一致性,累計(jì)計(jì)數(shù)與粒徑呈正相關(guān),但累計(jì)能量卻無明顯規(guī)律。在壓密階段,砂巖最大振鈴計(jì)數(shù)、能量與粒徑呈負(fù)相關(guān),在彈性階段粉砂巖、細(xì)粒砂巖累計(jì)振鈴計(jì)數(shù)、累計(jì)能量近似成直線增長,中粒砂巖的曲線呈上凹狀,進(jìn)入屈服階段,聲發(fā)射活動(dòng)較為活躍,振鈴計(jì)數(shù)、聲發(fā)射能量大致呈現(xiàn)階梯狀上升,試樣內(nèi)部損傷加劇,在應(yīng)變軟化階段,出現(xiàn)振鈴計(jì)數(shù)、能量突然增大為原來的2.5倍以上時(shí),可以認(rèn)為是即將發(fā)生破壞的前兆。(4)砂巖抗壓強(qiáng)度與孔隙率、譜面積均以負(fù)指數(shù)變化,曲線上存在臨界點(diǎn),當(dāng)?shù)陀谂R界點(diǎn)時(shí),力學(xué)性能劣化速度更快,臨界孔隙率與顆粒直徑、孔隙直徑呈正相關(guān);彈性模量與孔隙率、譜面積呈負(fù)相關(guān)性,對(duì)孔隙率來說,粉砂巖、細(xì)粒砂巖為指數(shù)減少,中粒砂巖則為線性變化,而粉砂巖譜面積呈冪函數(shù)遞減,其余兩種砂巖與孔隙率保持一致,但擬合程度比抗壓強(qiáng)度有所降低;泊松比與孔隙率、譜面積并無明顯相關(guān)性,說明泊松比對(duì)孔隙率變化敏感度不高。
【圖文】：

技術(shù)路線圖

研究區(qū)域如圖2-1 所示。取樣時(shí)，采取從地面打至主采煤層，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)按照巖石力學(xué)試驗(yàn)規(guī)程將 62.5mm 的巖芯加工成直徑 50mm，高 100mm 圓柱體標(biāo)準(zhǔn)試件，但是由于砂巖（a） 研究區(qū)域分布圖（b）大柳塔煤礦地面打鉆現(xiàn)場(chǎng)圖 2-1 現(xiàn)場(chǎng)取樣Fig2-1 Field sampling
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TD313

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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1 樊娟;鄂爾多斯盆地致密砂巖的核磁共振響應(yīng)特征及影響因素[D];西安石油大學(xué);2017年

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本文編號(hào)：2609401