饱水对煤层顶板砂岩单轴压缩破坏能量影响的分析

发布时间：2018-12-14 22:58

【摘要】：为研究饱水对砂岩力学参数和能量特征的影响,利用RMT-150B岩石力学系统对煤层顶板砂岩自然和饱水试样进行单轴压缩试验。试验结果表明:饱水对砂岩试样的强度和变形参数均有不同程度的影响,软化系数为0.79,弹性模量降幅为5.25%,变形模量降幅为5.92%;饱水后砂岩试样峰值前吸收能量、可释放弹性能和耗散能均有不同程度降低,吸收能量降幅36.8%,可释放弹性能降幅为34.4%,耗散能降幅为57.7%;饱水后砂岩储蓄能量的能力有较大减弱,脆性减弱,塑性明显增强;饱水砂岩试样压缩过程中积蓄可释放能难以使试样滑移破坏,仍需要吸收部分能量使试样逐步失稳破坏;饱水对砂岩试样压缩过程吸收能量、可释放能量比例关系的影响较小,而对耗散能比例关系的影响较大;自然状态下砂岩试样峰值前相同应变条件下吸收能量、可释放能均明显高于饱水试样对应能量值;深部巷道位置确定和支护设计时应充分考虑水对巷道围岩弱化的影响,对于完整坚硬围岩采用高压注水软化可有效防止冲击地压发生和减缓灾害程度。
[Abstract]:In order to study the effect of saturated water on the mechanical parameters and energy characteristics of sandstone, RMT-150B rock mechanics system was used to carry out uniaxial compression tests on the natural and saturated samples of coal seam roof sandstone. The results show that saturated water has different effects on the strength and deformation parameters of sandstone samples, the softening coefficient is 0.79, the elastic modulus is 5.25, and the deformation modulus is 5.92. After saturated sandstone samples absorb energy before peak value, release elastic energy and dissipation energy are decreased to some extent, absorption energy decreases by 36.8, elastic energy decreases by 34.4cm, dissipation energy decreases by 57.7. The energy storage ability of sandstone is weakened, the brittleness is weakened and the plasticity is obviously enhanced after saturated sandstone is saturated, and it is difficult to make the specimen slip and destroy by the accumulation of releasing energy in the compression process of the saturated sandstone sample, but it is still necessary to absorb some energy to make the specimen unstable and destroy step by step. The effect of saturated water on the absorption of energy and the release of energy in the compression process of sandstone samples is relatively small, but it has a greater effect on the proportional relationship of dissipation energy. Under the same strain condition before the peak value of sandstone sample in natural state, the energy can be released is obviously higher than the corresponding energy value of saturated sample. The influence of water on the weakening of surrounding rock of roadway should be fully taken into account when determining the position of deep roadway and the design of supporting, and adopting high pressure water injection to soften the intact hard rock can effectively prevent the occurrence of rock burst and reduce the degree of disaster.
【作者单位】： 河南理工大学能源科学与工程学院;煤炭安全生产河南省协同创新中心;河南理工大学土木工程学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(U1261207;51174078;51104055)
【分类号】：TD327.2

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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本文编号：2379465