当前位置:主页 > 科技论文 > 矿业工程论文 >

硫酸盐腐蚀环境中井壁混凝土声发射性能及其变异性研究

发布时间:2018-03-28 18:59

  本文选题:井壁混凝土 切入点:硫酸盐 出处:《北京科技大学》2017年博士论文


【摘要】:矿山井筒常年处于深部地层中,受到复杂的地质条件以及多种环境因素的共同作用。井壁则是维护围岩稳定,并保障井筒安全的重要结构。在井壁结构的服役过程中,既承受复杂多变的荷载作用,又经受有害环境的化学侵蚀作用。本文以淮北矿区童亭副井井壁结构的腐蚀破坏为工程背景,对矿井井壁混凝土材料经过腐蚀后的声发射性能及其变异性特征进行了分析。旨在为井壁结构服役期间的声发射监测及其稳定性分析提供依据。通过室内加速腐蚀实验来研究受硫酸盐腐蚀不同程度的混凝土试块在单轴压缩过程中其声发射性能的变异性。对不同腐蚀程度的试块建立声发射活性函数,用声发射事件数表示损伤因子,通过声发射参数探讨硫酸盐腐蚀作用下混凝土损伤规律,定量的描述腐蚀混凝土损伤随着应力水平的变化,同时利用损伤因子建立可靠度函数可以对不同腐蚀程度的混凝土材料可靠度进行评价。通过室内加速腐蚀实验来分析不同力学损伤环境下混凝土试块在受载过程中的声发射性能,分析了其在破坏过程中的声发射b值变化规律。通过预制裂缝混凝土梁三点弯曲实验,研究了不同腐蚀程度的混凝土试件在断裂过程中的声发射特征参数的变化。采用声发射信号变化特征确定预制裂缝混凝土梁的开裂点和失稳破坏点,获得了开裂点处声发射性能随着腐蚀程度的加深的变化特征,并建立以声发射参数为识别特征的混凝土材料的断裂判据。同时,通过加入仿钢纤维改善混凝土梁的断裂性能,分析仿钢纤维混凝土梁断裂过程声发射性能特征,验证了随着腐蚀时间的增长,其性能比普通混凝土梁具有明显优势。利用声发射总数与应力强度因子的相关关系,验证了随着混凝土腐蚀程度的加深,其声发射振铃总数降低,临界应力强度因子减小,材料的断裂韧性降低的规律。结合灰色理论和突变理论,建立声发射参数的灰色尖点突变模型,利用该模型可以确定腐蚀井壁混凝土断裂过程的开裂点和失稳破坏点,进而确定混凝土梁的开裂荷载和失稳破坏荷载。
[Abstract]:The mine shaft is in deep formation all the year round and is affected by complicated geological conditions and various environmental factors. The shaft lining is an important structure to maintain the stability of surrounding rock and to ensure the safety of wellbore. This paper takes the corrosion damage of Tongting auxiliary shaft wall structure in Huaibei mining area as the engineering background. The acoustic emission properties and their variability characteristics of corroded mine lining concrete materials are analyzed. The aim is to provide a basis for acoustic emission monitoring and stability analysis of shaft lining structure during service. The variation of acoustic emission (AE) properties of concrete specimens with different degree of sulphate corrosion during uniaxial compression was studied by corrosion experiments. The acoustic emission activity function was established for the specimens with different corrosion degree. The damage factors are expressed by the number of acoustic emission events. The damage law of concrete under sulphate corrosion is discussed by acoustic emission parameters, and the change of corrosion concrete damage with stress level is described quantitatively. At the same time, the reliability function of concrete material with different corrosion degree can be evaluated by using damage factor, and the loading process of concrete specimen under different mechanical damage environment is analyzed by indoor accelerated corrosion experiment. Acoustic emission performance, The rule of change of b value of acoustic emission in the process of failure is analyzed. The three-point bending experiment of precast cracked concrete beam is carried out. The change of acoustic emission characteristic parameters of concrete specimens with different corrosion degree during fracture is studied. The crack point and failure point of precast cracked concrete beam are determined by acoustic emission signal. The characteristics of acoustic emission (AE) properties at cracking points with the deepening of corrosion degree are obtained, and the fracture criteria of concrete materials identified by AE parameters are established. At the same time, the fracture properties of concrete beams are improved by adding steel-imitated fibers. The characteristics of acoustic emission (AE) during fracture of steel-like fiber reinforced concrete beams are analyzed. It is verified that with the increase of corrosion time, its performance is superior to that of ordinary concrete beams. The correlation between the total number of acoustic emissions and the stress intensity factor is used. It is verified that with the deepening of corrosion degree of concrete, the total number of acoustic emission ringing bells decreases, the critical stress intensity factor decreases, and the fracture toughness of the material decreases. The grey cusp catastrophe model of acoustic emission parameters is established, which can be used to determine the cracking point and unstable failure point of corroded shaft wall concrete, and then determine the cracking load and unstable failure load of concrete beam.
【学位授予单位】:北京科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD262

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 郑捷;;硫酸盐腐蚀的特点及防治对策[J];商品混凝土;2013年04期

2 张靖;叶建雄;杨长辉;陈科;杨魁;;粉煤灰对水泥石抗碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀性能的影响[J];新型建筑材料;2010年04期

3 赵庆新;李东华;闫国亮;康佩佩;;受损混凝土抗硫酸盐腐蚀性能[J];硅酸盐学报;2012年02期

4 雷伟丽;王世儒;;混凝土抗硫酸盐腐蚀试验方法研究[J];甘肃水利水电技术;2012年08期

5 关博文;陈拴发;李华平;熊锐;於德美;;疲劳荷载作用下混凝土硫酸盐腐蚀寿命预测[J];建筑材料学报;2012年03期

6 闫宏生;;混凝土硫酸盐腐蚀试验研究[J];沈阳建筑大学学报(自然科学版);2012年06期

7 宋学锋;魏俊发;何廷树;李国新;;用原位合成吸水性树脂表层处理方法提高混凝土耐硫酸盐腐蚀性(英文)[J];硅酸盐学报;2007年10期

8 刘建华;令文学;初艳光;;基于正交法的抗硫酸盐腐蚀水泥配比设计[J];石油地质与工程;2010年04期

9 王铠;;论混凝土干湿交替带水中硫酸盐腐蚀的微观气候——2012年《岩土工程勘察规范》全面修订的建议[J];勘察科学技术;2012年05期

10 乔宏霞;向美玲;何忠茂;冯琼;何海杰;;混凝土硫酸盐腐蚀加速试验制度的评价[J];粉煤灰综合利用;2012年06期

相关会议论文 前10条

1 乔宏霞;余红发;何忠茂;;矿粉混凝土抗硫酸盐腐蚀性的参数评价[A];第二届中国科学院博士后学术年会暨高新技术前沿与发展学术会议程序册[C];2010年

2 滕春生;项玉璞;;混凝土的硫酸盐腐蚀及冻融破坏[A];高性能混凝土的研究与应用——第五届全国高性能混凝土学术交流会论文[C];2004年

3 赵治泉;;冻结井壁设计的历史回顾和展望[A];地层冻结工程技术和应用——中国地层冻结工程40年论文集[C];1995年

4 楼根达;王正廷;苏立凡;;冻结井短砌中套井壁的设计原理与工程实践[A];地层冻结工程技术和应用——中国地层冻结工程40年论文集[C];1995年

5 吴里扬;李明;;永夏矿区钻井井壁结构设计[A];矿山建设学术会议论文选集[C];2002年

6 张学强;徐华生;冯士文;;丁集煤矿井壁结构与支护形式分析[A];全国矿山建设学术会议论文选集(上册)[C];2004年

7 崔广心;程锡禄;周国庆;;模拟试验法研究深井冻结井壁受力状况[A];岩土力学数值方法的工程应用——第二届全国岩石力学数值计算与模型实验学术研讨会论文集[C];1990年

8 郑是立;王长生;苏立凡;;沥青钢板混凝土柔性井壁[A];地层冻结工程技术和应用——中国地层冻结工程40年论文集[C];1995年

9 孙文若;陈明华;姚直书;;冻结井应用素砼井壁的研究[A];地层冻结工程技术和应用——中国地层冻结工程40年论文集[C];1995年

10 吕恒林;杨维好;崔广心;;滑动可缩井壁结构的力学分析和设计方法[A];第五届全国结构工程学术会议论文集(第一卷)[C];1996年

相关重要报纸文章 前1条

1 翟延民 高颖敏 周峰;山东新矿集团一项技术获得国家科技进步奖[N];中国建材报;2007年

相关博士学位论文 前10条

1 周煜;硫酸盐腐蚀环境中井壁混凝土声发射性能及其变异性研究[D];北京科技大学;2017年

2 何伟;临涣矿区立井井壁腐蚀机理与结构可靠性研究[D];北京科技大学;2016年

3 陈志杰;冻结施工条件下立井井壁混凝土性能劣化机理与评价[D];北京科技大学;2016年

4 侯敬峰;冻结立井爆破振动能量特征及对井壁影响规律研究[D];中国矿业大学(北京);2016年

5 薛维培;高压水作用下井壁混凝土耦合损伤演化机理及强度特征研究[D];安徽理工大学;2017年

6 任彦龙;径向可缩井壁的力学特性和设计理论研究[D];中国矿业大学;2009年

7 张驰;富水岩层中新型单层冻结井壁关键施工技术与工艺研究[D];中国矿业大学;2012年

8 关博文;交变荷载与硫酸盐腐蚀作用下水泥混凝土疲劳损伤机制[D];长安大学;2012年

9 赵光思;厚表土立井井壁受力状态及其演变规律研究[D];中国矿业大学;2009年

10 韩涛;富水基岩单层冻结井壁受力规律及设计理论研究[D];中国矿业大学;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 张东方;硫酸盐腐蚀和冻融复合作用下混凝土的性能研究[D];青岛理工大学;2015年

2 王程程;热害对混凝土硫酸盐腐蚀的影响研究[D];西南交通大学;2015年

3 吴骏晖;荷载及水头压力作用下地下结构混凝土硫酸盐腐蚀研究[D];中国矿业大学;2015年

4 黎信棉;新拌和预制混凝土在硫酸盐腐蚀条件下的试验研究[D];兰州大学;2016年

5 陈红莉;干湿循环下混凝土受硫酸盐腐蚀断裂性能试验研究[D];郑州大学;2016年

6 刘建英;新型抗高浓硫酸盐腐蚀剂及其混凝土性能研究[D];北京建筑大学;2016年

7 李东华;受损混凝土抗硫酸盐腐蚀性能研究[D];燕山大学;2012年

8 吴东亮;斜井冻结井壁内壁计算方法研究及设计软件包开发[D];中国矿业大学;2015年

9 张旭;孔隙含水基岩中斜井冻结井壁受力模拟试验系统研制与试验[D];中国矿业大学;2015年

10 周廷定;顺和煤矿副井井壁腐蚀破坏机理与防治措施研究[D];中国矿业大学;2015年



本文编号:1677618

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/kuangye/1677618.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户a3ad9***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com