渗流作用下裂隙软岩断裂损伤演化规律及蠕变破坏机理研究

来源 :辽宁工程技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qazmlp159753
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近几十年来我国经济高速发展,能源消耗与日俱增,已探明的浅部煤炭资源逐步消耗殆尽,煤炭资源的获取迈入了向深部开采阶段。在超深矿井的建设及开采巷道逐步向深处掘进的过程中,面对高地应力、高渗透压及高地热等复杂地质环境,围岩自承能力降低,巷道原支护逐步失效,导致巷道流变失稳破坏事故时有发生,为煤炭资源的开采带来了严重的安全隐患[1]。巷道开挖掘进过程中,围岩受地质构造运动、二次地应力重分布及爆破扰动等影响,导致围岩原裂隙扩展和新生裂隙萌生,这是引起巷道失稳破坏的重要因素之一。在高渗透水压作用下,不仅改变了裂隙岩体介质的应力状态,而且会使裂隙岩体介质力学性质产生弱化,直接影响了煤矿巷道的整体稳定性。因此,对渗流作用下的裂隙岩体介质的力学特性研究在岩土工程领域一直被重视[2]。因此,本文针对以上问题,在国家自然科学基金(51774166)的支持下,以裂隙岩体介质为研究对象,利用TAW2000型电液伺服岩石三轴试验系统、GDS流变仪、偏光显微镜CT扫描、声发射高速相机、SEM电镜扫描,开展了常规岩石力学试验、偏光CT扫描观测试验、声发射试验、SEM试验、全应力—应变渗透性试验及渗流作用下岩石三轴流变试验,探究渗流作用下裂隙软岩断裂损伤演化规律及蠕变破坏机理。主要研究工作可概括为以下5方面:(1)采用TAW2000型电液伺服岩石三轴试验系统,进行砂岩岩样的基本力学参数试验,获取超深矿井砂岩的基本力学参数。预制含不同空间位置单裂隙的砂岩试件,进行单轴压缩试验,探究裂隙的空间位置对岩石试样的力学特性影响规律。采用英国GDSTAS型伺服软岩流变试验系统,进行全应力—应变渗透性试验,探究渗流作用对岩石试样的力学特性影响规律。(2)利用偏光显微镜CT扫描矿物结构、内部缺陷等结构特征;利用声发射仪获取不同荷载下试件蠕变过程中声发射信号,利用非接触式全场应变测量系统获得蠕变过程中岩石试件表面全场应变特征;利用SEM电镜扫面观测岩石断口细观形貌特征。从而研究单裂隙岩石在不同条件下的演化规律,基于岩石断裂力学、损伤力学及分形数学等理论,建立可定量化描述裂隙对岩石软岩裂隙扩展演化损伤模型。(3)根据裂纹演化规律及岩石破坏机理,裂隙处于超临界扩展状态时将发生断裂破坏,渗流作用将对岩石介质产生弱化,同时导致岩石介质屈服边界退化,基于经典力学理论,对渗流作用下的D-P强度准则进行了修正,根据统计损伤理论,建立渗流-应力耦合作用下的岩石三维本构模型。(4)采用英国GDSTAS型伺服软岩流变试验系统,渗流场下裂隙软岩蠕变试验,确定超深矿井裂隙软岩单、三轴等蠕变试验的力学参数,在高应力状态下对渗流场中裂隙软岩三轴蠕变各阶段的曲线特性进行分析,并获得软岩初始蠕变强度参数及蠕变破坏后的强度参数。(5)构建超深矿井软岩裂隙—渗流—应力耦合蠕变数学模型,以裂隙软岩试件损伤因子、三轴试验数据及蠕变曲线为基础,确定高应力下裂隙软岩峰前峰后蠕变启动及加速判据。该论文有图53幅,表16个,参考文献61篇。
其他文献
永磁同步电机(Permanent Magnetic Synchronous Motor,简称PMSM)由于其具有众多优点,被广泛应用于电动汽车、伺服系统、精密设备等领域。驱动系统通常工作在各种复杂工况下,
城市交通流量预测可以帮助交管部门进行拥堵疏导并为出行人员提供路径规划建议,如何进行准确且高效的交通流量预测是一项极具现实意义的工作。关于交通流量预测,国内外已有众
近几年,随着大量化石燃料的快速消耗,全球气候变化和能源危机成为必须面对的问题。因此,有必要寻找一种可持续、高效清洁的能源来替代化石燃料。目前,氢能源被视为一种较有前景的选择,并且可由水的电解得到,因其制取方法简易而受到青睐。电化学分解水可分为两个半反应:阴极上的析氢反应(HER)和阳极上的析氧反应(OER)。然而,OER和HER通常需要较大的电位来驱动电化学水分解,导致电分解水成本高、效率低。贵金
水是生命之源,随着经济的快速发展,对自然资源的平衡产生了影响,特别是水资源的污染和破坏尤为严重,因此保护水资源迫在眉睫。长期海洋防污工作的积累,让我们意识到工业废水
目的:对肾移植患者应用Tac治疗的系统评价进行再评价研究,评估相关研究的方法学质量及报告质量。聚类分析肾移植中Tac治疗方案疗效安全性及结论的可靠程度,以期为高质量证据临床转化提供依据,为临床实践决策提供参考。方法:计算机检索PubMed、Embase、The Cochrane Library、Web of Science、Medline、CNKI、Wanfang database、CBM及VIP
聚阴离子型磷酸钒钠(Na_3V_2(PO_4)_3)由于具有三维开放的框架结构、高的结构稳定性、高的能量密度(400 Wh kg-1)、稳定的电压平台(3.4 V vs.Na+/Na)、较高的热力学稳定性(450°C)等优点,成为钠离子电池潜在的正极材料之一。由于Na_3V_2(PO_4)_3较低的体相电子导电性致使材料高倍率可逆容量不理想,影响了钠离子电池的功率性能。本文基于提高Na_3V_2(
随着国内装配式建筑的推进,针对不同技术体系、抗震性能及工程应用进行了大量研究,但在工程界对装配式混凝土结构竖向构件应用中仍然存在疑虑,主要集中在竖向钢筋套筒连接性
背景早发性卵巢功能不全(premature ovarian insufficiency,POI)是一种临床综合症,表现为女性在40岁之前出现月经过少或闭经至少4个月,连续两次促卵泡激素水平升高(FSH>25IU/L,两次间隔>4周)和雌二醇(E2)水平降低,严重者表现为生育能力降低甚至不孕。目前临床上常用的激素替代治疗(hormone replacement therapy,HRT)、
在近几年的研究中,随着上网人数爆炸式地成倍增长,互联网渗透到了人们生活的方方面面,有研究者研究提出了网络自我和现实自我的概念,认为在网络虚拟环境下网络自我与现实自我的个体对待同样的事情表现出的情绪状态是不一致,而情绪作为道德判断的影响因素之一也可能存在不同。在网络情境下,有的个体形成了契合网络环境的自我,表现出不同于现实自我的状态。因此,本研究采用测量法和实验法相结合的方式探讨不同自我类型(网络/
近年来,随着直接驱动技术的发展,永磁电机的使用日益广泛,在传统工业和新能源领域中起着重要的作用。永磁电机具有高功率密度、高功率因数等优点,但一般容错性能较差。当发生