發(fā)布時間：2021-11-22 20:33

　　隨著國家能源戰(zhàn)略不斷向西部地區(qū)轉(zhuǎn)移,許多大型礦井正在建設(shè),凍結(jié)法是煤礦立井施工穿越強度低、膠結(jié)差的富水白堊系地層的有效施工方法。與此同時在復(fù)雜條件下的凍結(jié)砂巖蠕變問題日益突出,蠕變力學(xué)性質(zhì)直接影響工程穩(wěn)定性。開展飽和凍結(jié)砂巖蠕變特性的研究,對于準(zhǔn)確預(yù)測和有效控制巖體工程的長期安全穩(wěn)定有重要的理論研究價值和工程實際意義。論文選取西部典型白堊系飽和中粒砂巖和粗粒砂巖為研究對象,采用理論分析和室內(nèi)試驗相結(jié)合的方法,研究了西部白堊系飽和凍結(jié)砂巖蠕變損傷力學(xué)特性,研究成果將對西部白堊系地層凍結(jié)法工程施工、設(shè)計提供必要的理論依據(jù)。開展了白堊系飽和中粒砂巖和粗粒砂巖物理參數(shù)測定,同時進行不同凍結(jié)溫度條件下熱參數(shù)的測試,研究不同粒徑砂巖熱參數(shù)的差異性,全面分析巖性和凍結(jié)溫度對白堊系砂巖熱參數(shù)性質(zhì)的影響。宏觀上兩種砂巖的含水率較高,內(nèi)部孔隙度大,造成水穩(wěn)定性差;微觀上顆粒表面包裹著親水性很強的黏土礦物,遇水易分散、產(chǎn)生泥化現(xiàn)象。研究了不同凍結(jié)溫度下砂巖的瞬時力學(xué)特性。進行了飽和狀態(tài)中粒砂巖和粗粒砂巖在不同凍結(jié)溫度條件的單軸和三軸壓縮力學(xué)特性試驗。分析了不同巖性和不同凍結(jié)溫度下飽和砂巖力學(xué)特性與破壞規(guī)律。... 

【文章來源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：196 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

弱膠結(jié)軟巖的風(fēng)化演變過程

現(xiàn)場取芯及室內(nèi)加工巖樣制備過程

西安科技大學(xué)博士學(xué)位論文182.1（c），由于水刀無法保證平整度，故而需要預(yù)留一定的富余長度，切割長度按照50mm和150mm切割，隨后將篩選樣本進行打包，運送到巖石室內(nèi)加工實驗室，如圖2.1（d）。試樣的精細加工需要使用SCM200雙端面磨平機，將一次加工長度為50mm和150mm的巖樣，打磨成20mm和100mm的標(biāo)準(zhǔn)巖樣，打磨過程中進行不間斷測量，要求兩端面不平行度誤差≤0.005mm，端面不平整度誤差≤0.02mm，如圖2.1（e）所示。巖樣加工經(jīng)歷現(xiàn)場取芯、切割，室內(nèi)打磨等幾道工序后，完成國際巖石力學(xué)學(xué)會規(guī)定的巖石物理試驗和力學(xué)試驗的標(biāo)準(zhǔn)圓柱巖樣Φ50mm×100mm，并且滿足高徑比2.0~2.5的規(guī)定，其中Φ50mm×20mm圓柱體主要是考慮進行熱物理參數(shù)時Hot-Disk熱常數(shù)分析儀探頭探測深度的要求而確定的，將加工好的標(biāo)準(zhǔn)樣本進行包裝備用，如圖2.1（f）。2.1.3巖樣聲波篩選為了減小巖石樣本的離散型對試驗結(jié)果的造成誤差，對加工好的標(biāo)準(zhǔn)巖樣全部進行聲波測試，其中聲波測試采用UTA–2000A超聲波檢測分析儀，傳感器頻率為35kHz，采樣頻率為10MHz，時間精度為0.1μs，傳感器與試樣之間用凡士林切合，隨后對砂巖進行超聲波測試。（a）中粒砂巖聲波測試（b）粗粒砂巖聲波測試（c）Φ50mm×20mm（d）Φ50mm×100mm圖2.2部分砂巖聲波測試及巖樣篩選

【參考文獻】：
期刊論文
[1]高應(yīng)力泥質(zhì)粉砂巖蠕變特性及長期強度研究[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. 2020(01)
[2]低溫環(huán)境下紅砂巖蠕變特性及其模型[J]. 宋勇軍,張磊濤,任建喜,陳佳星,車永新,楊慧敏,畢冉.  煤炭學(xué)報. 2020(08)
[3]凍結(jié)紅砂巖單軸損傷破壞CT實時試驗研究[J]. 宋勇軍,楊慧敏,張磊濤,任建喜.  巖土力學(xué). 2019(S1)
[4]人工凍結(jié)黏土廣義開爾文蠕變本構(gòu)模型模糊隨機優(yōu)化[J]. 姚亞鋒,程樺,榮傳新,張楠,林鍵.  煤田地質(zhì)與勘探. 2019(02)
[5]凍結(jié)飽和砂巖三軸壓縮力學(xué)特性及強度預(yù)測模型研究[J]. 楊更社,魏堯,申艷軍,王磊,劉慧,董西好,李曉晉.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2019(04)
[6]單向凍結(jié)時開放條件下飽和砂巖凍脹試驗及THM耦合凍脹模型[J]. 呂志濤,夏才初,李強,王岳嵩.  巖土工程學(xué)報. 2019(08)
[7]凍結(jié)層狀紅砂巖三軸蠕變特性及本構(gòu)模型研究[J]. 單仁亮,白瑤,孫鵬飛,隋順猛,黃一霖,陳錦樂.  中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2019(01)
[8]飽和度對泥質(zhì)粉砂巖凍結(jié)力學(xué)性質(zhì)的影響[J]. 訾凡,楊更社,賈海梁.  冰川凍土. 2018(04)
[9]凍結(jié)褐色泥巖非線性加速蠕變西原模型優(yōu)化[J]. 劉曉燕,劉路路,閆坤伐.  長江科學(xué)院院報. 2017(12)
[10]低溫凍結(jié)條件下板巖破壞類型及單軸抗壓強度試驗研究[J]. 傅鶴林,張加兵,伍毅敏,黃震,史越,王成洋.  中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(11)

博士論文
[1]巴東組泥巖蠕變力學(xué)特性及邊坡變形與支護的時效性研究[D]. 王閆超.中國地質(zhì)大學(xué) 2018
[2]極弱膠結(jié)巖體結(jié)構(gòu)與力學(xué)特性及本構(gòu)模型研究[D]. 孟慶彬.中國礦業(yè)大學(xué) 2014
[3]巖石流變力學(xué)特性的研究及其工程應(yīng)用[D]. 楊圣奇.河海大學(xué) 2006

碩士論文
[1]基于微細觀力學(xué)的砂質(zhì)泥巖蠕變破壞機理研究[D]. 陳偉強.中國礦業(yè)大學(xué) 2019
[2]弱膠結(jié)軟巖巷道圍巖穩(wěn)定性分析及支護優(yōu)化研究[D]. 孔令輝.山東科技大學(xué) 2011



本文編號：3512397