錨注支護(hù)技術(shù)是維護(hù)深部破裂圍巖穩(wěn)定的一種有效方式,研究錨注漿液滲流擴(kuò)散機(jī)理對(duì)于完善錨注支護(hù)理論和提高深部巷道錨注支護(hù)效果具有重要的理論意義與工程應(yīng)用價(jià)值。本文以深部錨注支護(hù)巷道工程地質(zhì)條件為背景,綜合運(yùn)用實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場監(jiān)測相結(jié)合的方法,對(duì)錨注漿液在破裂圍巖內(nèi)的滲透性演化和滲流擴(kuò)散機(jī)理進(jìn)行了深入、系統(tǒng)地研究,取得了如下創(chuàng)新性研究成果:（1）基于峰后破裂巖石滲透性測試原理,自行設(shè)計(jì)了一套與MTS816巖石電液伺服試驗(yàn)系統(tǒng)相配套的巖石三軸漿液滲透儀及注漿壓力泵站,開發(fā)了破裂巖石三軸漿液滲透性試驗(yàn)系統(tǒng),能夠?qū)r石峰后不同破裂狀態(tài)和圍壓狀態(tài)下的漿液滲透特性進(jìn)行準(zhǔn)確的測量,為深入揭示漿液在破裂巖石中的滲流擴(kuò)散機(jī)理提供了一種有效的測試手段。（2）利用自行研制的破裂巖石三軸漿液滲透性試驗(yàn)系統(tǒng),系統(tǒng)開展了不同巖石峰后破裂狀態(tài)、圍壓和注漿壓力條件下漿液滲透性試驗(yàn),獲得了不同條件下漿液在破裂巖石內(nèi)的孔隙壓力、滲流量和滲透系數(shù)的變化規(guī)律,并結(jié)合破裂巖石CT掃描試驗(yàn)結(jié)果和破裂巖石三線型應(yīng)變軟化模型,揭示了巖石峰后破裂狀態(tài)、圍壓和注漿壓力三者耦合作用對(duì)漿液滲透性演化的影響規(guī)律。（3）基于破裂... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：190 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

深部巷道圍巖變形破壞特征

究了非對(duì)稱受壓巷道圍巖內(nèi)的塑性破裂區(qū)分布范圍以及破裂巷道隙錨注漿液流動(dòng)擴(kuò)散模型，推導(dǎo)了錨注漿液滲流擴(kuò)散的理論半徑后破裂巷道圍巖的擬連續(xù)介質(zhì)假設(shè)和錨注漿液質(zhì)量守恒定律，推和固體壓縮下的錨注漿液滲流擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)連續(xù)性微分方程，并結(jié)合Darcy 定律和定解條件構(gòu)建了錨注漿液在峰后破裂巷道圍巖內(nèi)滲流型。將該模型引入破裂圍巖內(nèi)錨注漿液滲流擴(kuò)散過程模擬，系統(tǒng)裂狀態(tài)、圍巖應(yīng)力、注漿壓力和注漿時(shí)間等對(duì)錨注漿液滲透擴(kuò)散律，以及提出了一種確定深部破裂巷道圍巖最佳錨注支護(hù)時(shí)機(jī)的方5) 深部復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造區(qū)破裂巷道圍巖錨注支護(hù)工程實(shí)踐于深部復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造區(qū)巷道圍巖破裂特征以及提出的確定最佳錨方法，結(jié)合對(duì)巷道圍巖表面變形的現(xiàn)場監(jiān)測，確定了深部地質(zhì)構(gòu)圍巖的最佳錨注支護(hù)時(shí)機(jī)，并研究了注漿鉆孔布置形式對(duì)深-淺耦漿液滲流擴(kuò)散規(guī)律的影響，獲得了最優(yōu)的錨注支護(hù)參數(shù)。 研究技術(shù)路線

自行開發(fā)設(shè)計(jì)的峰后破裂巖石漿液滲透試驗(yàn)系統(tǒng)主要包括以下 5 個(gè)組成部分：(I)軸向加載系統(tǒng)-MTS816.02 電液伺服巖石力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)(MTS816.02Electro-hydraulic Servo-controlled Rock Mechanics Testing System)；(II)環(huán)向加載系統(tǒng)-包含高壓油泵、溢流閥、單向閥和數(shù)顯壓力表等；(III)三軸滲透儀系統(tǒng)-包含空心承壓頭、透漿板和油缸等；(IV)注漿壓力系統(tǒng)-包括手動(dòng)注漿泵、隔膜型壓力表、隔膜型流量計(jì)以及球形閥門等；(V)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。其詳細(xì)的試驗(yàn)系統(tǒng)示意圖及實(shí)物圖分別由下圖 2-1和圖 2-2 給出。在這 5 個(gè)子試驗(yàn)系統(tǒng)中，其軸向加載是由 MTS816.02 電液伺服巖石試驗(yàn)系統(tǒng)完成，其實(shí)物及簡單工作原理如圖 2-3 所示。該試驗(yàn)系統(tǒng)的伺服閥反應(yīng)靈敏、試驗(yàn)精度高、數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)方便，而且試驗(yàn)系統(tǒng)具有強(qiáng)大的程序編輯功能，可以通過編寫相應(yīng)的試驗(yàn)加載程序來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的加載方式，并且整個(gè)試驗(yàn)過程都由計(jì)算機(jī)控制，簡化了操作方式，保證了試驗(yàn)的精度。而峰后破裂巖石漿液滲透試驗(yàn)系統(tǒng)中，除軸向加載系統(tǒng)外的其它 4 個(gè)子試驗(yàn)系統(tǒng)中的部分試驗(yàn)構(gòu)件是整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)研發(fā)的關(guān)鍵所在，因此將在下一節(jié)對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)介紹。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[4]破碎巖體水沙兩相滲透特性試驗(yàn)研究[D]. 杜鋒.中國礦業(yè)大學(xué) 2013
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[6]破碎巖體變質(zhì)量流固耦合動(dòng)力學(xué)理論及應(yīng)用研究[D]. 姚邦華.中國礦業(yè)大學(xué) 2012
[7]破斷巖體裂隙的流體流動(dòng)特性研究[D]. 朱紅光.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 2012
[8]多孔介質(zhì)動(dòng)水化學(xué)注漿機(jī)理研究[D]. 王檔良.中國礦業(yè)大學(xué) 2011
[9]孔隙地層中粘性時(shí)變注漿漿液流動(dòng)特性研究[D]. 程鵬達(dá).上海大學(xué) 2012
[10]裂隙巖體中隧道注漿加固理論研究及工程應(yīng)用[D]. 黃戡.中南大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3223538