隨著礦井深度不斷增加,深部巖體處于“三高”的受力環(huán)境。處于深部的巖石,其受到的應(yīng)力接近巖石的極限強(qiáng)度,表現(xiàn)出明顯的蠕變性。同時(shí),深部礦井進(jìn)行采掘時(shí),深部圍巖就會受到擾動(dòng),若不進(jìn)行支護(hù),就會發(fā)生變形破壞。因此為了深入探究巷道圍巖的蠕變擾動(dòng)特性,為圍巖的支護(hù)提供安全保障和理論依據(jù),論文對采掘擾動(dòng)作用下深部巷道圍巖進(jìn)行蠕變擾動(dòng)試驗(yàn)研究,具體內(nèi)容如下:1)巖石常規(guī)壓縮試驗(yàn)研究。采用TAW-1000D巖石流變擾動(dòng)試驗(yàn)儀對原巖進(jìn)行單軸抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn),采用相似模擬原理制作類巖石試件,對類巖石試件進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn),比較原巖與類巖石的相似性。之后對類巖石試件進(jìn)行三軸壓縮試驗(yàn)。三軸壓縮實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出:隨著圍壓的增加,試件的抗壓強(qiáng)度也隨之增大,并且其變形極限不斷增加。2)巖石單軸蠕變與三軸蠕變試驗(yàn)研究。利用TAW-1000D巖石流變擾動(dòng)試驗(yàn)儀,采用過渡蠕變法對試件進(jìn)行試驗(yàn)。單軸蠕變試驗(yàn)結(jié)果得出:應(yīng)力低于長期強(qiáng)度時(shí),試件的蠕變變形較小;應(yīng)力高于長期強(qiáng)度時(shí),蠕變變形對應(yīng)力越來越敏感,產(chǎn)生的變形也在增大;同時(shí)試件會發(fā)生硬化,也會伴隨著損傷。三軸蠕變實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出:隨著圍壓的增大,試件的長期強(qiáng)度也在增加,總應(yīng)變也在增加。... 

【文章來源】：山東建筑大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線

山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文52巖石蠕變擾動(dòng)理論2.1巖石流變理論目前，礦井的深度不斷增加，在我國很多礦井的深度達(dá)到1000m，巖石的力學(xué)性質(zhì)變得越來越復(fù)雜。巖石具有高流變性，當(dāng)巖石處于極限強(qiáng)度鄰域范圍內(nèi)，采礦設(shè)備進(jìn)行采掘產(chǎn)生擾動(dòng)或開挖礦硐時(shí)爆破產(chǎn)生擾動(dòng)時(shí)，巷道會發(fā)生變形，變形隨著時(shí)間在不斷的變化。因此進(jìn)一步的了解巖石的流變性，對工程的安全性是十分必要的。所謂巖石流變是指巖石的性質(zhì)如巖石的變形、受力等隨著時(shí)間而發(fā)生變化。主要包括巖石的蠕變變形、應(yīng)力松弛、彈性后效等。巖石的蠕變是指指巖石在恒定不變的應(yīng)力下，巖石的變形隨著時(shí)間的推移而發(fā)生變化。對于巷道軟巖蠕變變形比較典型的變化曲線如圖2.1所示。圖2.1巖石典型蠕變曲線階段圖經(jīng)近年來有關(guān)巖石蠕變試驗(yàn)研究[32-36]，巖石的蠕變基本上可以分為三個(gè)階段，第Ⅰ階段：巖石蠕變衰減階段；第Ⅱ階段：巖石穩(wěn)定蠕變或等速蠕變階段；第Ⅲ階段：巖石蠕變加速階段。當(dāng)受到的預(yù)靜載力對于巖石來說比較小時(shí)，巖石蠕變將會進(jìn)入第Ⅰ階段衰減蠕變階段，開始加載，巖石蠕變速率逐漸減小，直至降為0，如應(yīng)力過小，可能會產(chǎn)生一定的蠕變負(fù)增長，之后隨著時(shí)間的增長，趨于常數(shù)，變形基本保持穩(wěn)定。進(jìn)入蠕變速度為0的穩(wěn)定蠕變階段，此時(shí)的蠕變，從巖石角度來說是不會產(chǎn)生新的裂隙，對巖石不會產(chǎn)生損害，會對

山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文7石會隨著時(shí)間的推移而趨于某一定值。（c）完全松弛：巖石的變形保持恒定后，隨著時(shí)間的推移，巖石應(yīng)力逐漸衰減，直到衰減為零。從巖石受力變形的角度分析，巖石受到應(yīng)力的作用，并且這個(gè)應(yīng)力對于巖石來說已經(jīng)超過巖石的極限承載力，隨著時(shí)間的推移，巖石變形慢慢轉(zhuǎn)化為塑性變形，維持這一變形所需的應(yīng)力逐漸減小，直至減小至零。（d）立即松弛：巖石變形保持恒定不變，應(yīng)力立即消失為零，與時(shí)間依然沒有關(guān)系，這是一種比較特殊的情況，一般的材料是很少存在的，用于描述脆性巖石。這4種類型如圖2.2所示。(a)非應(yīng)力松弛(b)非完全應(yīng)力松弛(c)完全應(yīng)力松弛(d)立即松弛圖2.2應(yīng)力松弛圖巖石的彈性后效是指巖石變形在彈性范圍內(nèi)，施加一定的應(yīng)力，巖石變形達(dá)不到對應(yīng)的應(yīng)變值，隨著時(shí)間的推移，巖石的變形緩慢增加，在加載狀態(tài)下的變形稱之為正彈性后效。卸載應(yīng)力，巖石的變形亦達(dá)不到相應(yīng)的變形值，隨著時(shí)間的推移，巖石的變形緩慢回彈，直到恢復(fù)到初始狀態(tài)，這種在卸載下的變形稱為反彈性后效。受力狀況如圖2.3所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]類巖石蠕變性能試驗(yàn)及長期強(qiáng)度確定方法研究[J]. 張慎河,徐學(xué)國,王軍,楊景,趙春鑫.  山東建筑大學(xué)學(xué)報(bào). 2020(01)
[2]高應(yīng)力泥質(zhì)粉砂巖蠕變特性及長期強(qiáng)度研究[J]. 劉新喜,李盛南,周炎明,李玉,王瑋瑋.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2020(01)
[3]巖爆硬巖應(yīng)力松弛特性試驗(yàn)研究[J]. 李曉程,張曉君,趙振華,劉國磊,李寶玉.  礦業(yè)研究與開發(fā). 2019(04)
[4]動(dòng)靜載荷作用下片麻巖蠕變實(shí)驗(yàn)及非線性擾動(dòng)蠕變模型[J]. 王俊光,梁冰,楊鵬錦.  煤炭學(xué)報(bào). 2019(01)
[5]深部開采底板巖體卸荷損傷的強(qiáng)擾動(dòng)危險(xiǎn)性分析[J]. 李春元,張勇,彭帥,高守陽,馬亞仲.  巖土力學(xué). 2018(11)
[6]溫度變化對巖石流變特性影響的理論研究[J]. 邵珠山,吳奎,袁媛.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2018(05)
[7]基于擾動(dòng)因子的軟巖擾動(dòng)蠕變本構(gòu)模型[J]. 劉峰,于永江,曹蘭柱,張偉,張國寧.  煤炭學(xué)報(bào). 2018(10)
[8]開采擾動(dòng)下考慮損傷破裂的深部煤體滲透率模型研究[J]. 榮騰龍,周宏偉,王路軍,任偉光,郭依寶.  巖土力學(xué). 2018(11)
[9]近70年中國變質(zhì)巖石學(xué)-變質(zhì)地質(zhì)學(xué)的研究進(jìn)展[J]. 沈其韓,耿元生,宋會俠.  地球科學(xué). 2018(01)
[10]極軟地層巷道圍巖變形機(jī)理與控制技術(shù)研究[J]. 王波,王軍,高昌炎.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2017(10)

碩士論文
[1]路基工程中位移與失穩(wěn)反分析方法及應(yīng)用[D]. 陳興濤.長沙理工大學(xué) 2005



本文編號：3263428