地下巖土工程的開挖與興建人類發(fā)展的重要項(xiàng)目,圍巖破壞機(jī)理的研究是當(dāng)前世界巖土工程界研究的重難點(diǎn)問題。本文以宜昌興發(fā)集團(tuán)后坪磷礦工段作為工程背景,利用室內(nèi)物理試驗(yàn)和數(shù)值模擬兩種方法,由條帶狀磷塊巖的力學(xué)行為入手,從多個(gè)方面宏細(xì)觀相結(jié)合的角度詳細(xì)分析研究磷塊巖的穩(wěn)定性和破壞機(jī)理,初步得到以下結(jié)論:(1)磷塊巖破壞形成宏觀裂隙的本質(zhì),是巖石內(nèi)部細(xì)微裂隙在力的作用下開展貫通的結(jié)果。綜合室內(nèi)試驗(yàn)的結(jié)果,大部分磷塊巖式樣沿白云石和膠磷礦之間的晶界面開裂,說明白云石與膠磷礦之間的晶界面是最弱的,弱于白云石與白云石的晶界面,也弱于膠磷礦與膠磷礦之間的晶界面。(2)圍壓會(huì)對磷塊巖的力學(xué)性能產(chǎn)生較大的影響效應(yīng)。不同的加載類型、不同大小圍壓均會(huì)改變磷塊巖試樣的峰值強(qiáng)度及其破壞模式。圍壓較低時(shí),磷塊巖表現(xiàn)出脆性,圍壓較大時(shí),磷塊巖表現(xiàn)出延性;圍壓也會(huì)明顯的影響磷塊巖的變形和強(qiáng)度特征;從模擬試驗(yàn)來看,微裂紋總會(huì)在峰值強(qiáng)度后的一小段時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)展,且不同的加載類型及圍壓會(huì)影響微裂紋的總數(shù);磷塊巖內(nèi)部大量微裂紋的發(fā)展最終形成破壞滑動(dòng)面,是磷塊巖出現(xiàn)各種破壞類型的本質(zhì)原因。所以在類似巖性工段施工時(shí),應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)注意應(yīng)力重分布導(dǎo)致圍巖洞室的破壞。(3)分析具有孔洞的磷塊巖試樣,其形成微裂紋的方式及發(fā)展規(guī)律與普通磷塊巖試樣的試驗(yàn)結(jié)果相差不大;中主應(yīng)力大小和方向都會(huì)影響具有孔洞的磷塊巖試樣的力學(xué)性能,其本質(zhì)原因是孔洞促進(jìn)試樣破壞與圍壓阻止試樣破壞的相互作用:如果孔洞的促進(jìn)破壞作用主導(dǎo)時(shí),試樣將沿X軸方向破壞;當(dāng)圍壓的抑制破壞作用主導(dǎo)時(shí),試樣將沿Z軸方向破壞。故在該地區(qū)開挖時(shí),應(yīng)當(dāng)充分考慮初始地應(yīng)力的方向大小對巷道破壞的作用,必要時(shí)要加強(qiáng)支護(hù),以免洞室圍巖垮塌。
【學(xué)位單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TD871
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究目的與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 巖石力學(xué)行為的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 巖石破壞機(jī)理的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)觀測
        1.2.4 圍巖穩(wěn)定的研究現(xiàn)狀
    1.3 需進(jìn)一步研究的問題
    1.4 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
第2章 工程地質(zhì)概況
    2.1 礦段地理位置及交通
    2.2 礦段地質(zhì)概況
        2.2.1 礦段地層
        2.2.2 礦段構(gòu)造
        2.2.3 水文地質(zhì)條件
        2.2.4 工程地質(zhì)條件
    2.3 礦層特征
    2.4 礦石結(jié)構(gòu)與構(gòu)造
        2.4.1 礦石結(jié)構(gòu)
        2.4.2 礦石構(gòu)造
    2.5 本章小結(jié)
第3章 磷塊巖力學(xué)性能室內(nèi)試驗(yàn)研究
    3.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備
        3.1.1 試驗(yàn)?zāi)康?br>        3.1.2 試驗(yàn)要測試的參數(shù)
        3.1.3 試驗(yàn)儀器介紹
        3.1.4 試樣采集與制備
        3.1.5 磷塊巖單軸壓縮試驗(yàn)
        3.1.6 磷塊巖三軸壓縮試驗(yàn)
    3.2 頂板巖樣三軸壓縮試驗(yàn)
    3.3 底板巖樣三軸壓縮試驗(yàn)
    3.4 巖石破碎機(jī)理
    3.5 本章小結(jié)
第4章 磷塊巖數(shù)值模擬分析研究
    4.1 引言
    4.2 細(xì)觀參數(shù)的標(biāo)定
    4.3 磷塊巖細(xì)觀模擬分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 含孔洞磷塊巖破壞機(jī)理研究
    5.1 引言
    5.2 不同加載方式下含孔洞磷塊巖破裂機(jī)理研究
        5.2.1 單軸壓縮條件下含孔洞磷塊巖破裂機(jī)理研究
        5.2.2 雙軸壓縮條件下含孔洞磷塊巖破裂機(jī)理研究
        5.2.3 三軸壓縮條件下含孔洞磷塊巖破裂機(jī)理研究
    5.3 中主應(yīng)力的影響效應(yīng)
        5.3.1 中主應(yīng)力大小的影響分析
        5.3.2 中主應(yīng)力方向的影響分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 巷道治理措施及建議
    6.1 現(xiàn)場情況調(diào)查
    6.2 巷道變形及巖爆處理對策
    6.3 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 沈麗娟;曾允孚;;滇東磷塊巖的成因類型[J];礦物巖石;1989年02期

2 趙東旭;朝陽磷礦磷塊巖的類型和成因特征[J];地質(zhì)科學(xué);1989年03期

3 Г Н Батурин ,朱佛宏;海洋磷塊巖中的錸[J];海洋地質(zhì)動(dòng)態(tài);2002年02期

4 張民堂;;應(yīng)用放射性方法普查粒狀磷塊巖[J];化工地質(zhì);1982年02期

5 張杰,陳吉艷,陳代良;貴州磷塊巖主要物質(zhì)成分特征探討[J];中國非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊;2004年05期

6 劉魁梧;沉積磷塊巖結(jié)構(gòu)類型、成因及成礦階段[J];沉積學(xué)報(bào);1985年01期

7 李磊;張亞冠;王澤鵬;葉連;譚代衛(wèi);王大福;郭磊;;貴州開陽地區(qū)磷塊巖類型劃分及沉積環(huán)境分析[J];西部探礦工程;2016年07期

8

本文編號(hào)：2828836