煤系砂岩力学特征的微细观效应研究
发布时间：2020-12-25 12:11
长期以来,岩石力学理论的发展和完善促进了矿井生产技术的进步。煤炭是我国的能源的重要组成部分,在矿井生产过程中,对于岩体物理、力学性质等参数的掌握程度,对采矿的科学开采及其安全技术水平至关重要。而对于煤岩体强度及稳定性评价,缺乏系统性原位自动识别岩层物理力学性质的手段及智能化决策技术和方法的融合。因此,本文通过研究煤系砂岩强度的微结构效应,以期为智能化测试煤岩体强度力学参数提供基础数据。本文以济宁三号煤矿、东曲煤矿和新桥煤矿下二叠统山西组砂岩为研究对象,通过X射线衍射仪和偏光显微镜对砂岩的微细观结构进行研究,得到了不同类型砂岩矿物组成及含量,分析了不同类型砂岩微观结构特征,包括砂岩颗粒大小和形状、接触类型、岩石结构与成分、胶结物成分与类型等;采用岩石物理力学测试系统,得到了不同类型砂岩应力-应变演化规律,探讨了不同类型煤系砂岩力学参数随微细观特征变化规律。结果表明,煤系砂岩强度、弹性模量、内聚力和摩擦系数随石英含量、颗粒接触程度的增加而增大,随黏土矿物含量的增加而降低;揭示了颗粒的接触类型和胶结类型对煤系砂岩物理力学性质的影响机制;通过声发射计数参数和RA值特征,得到了砂岩破坏特征以及裂...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
基本测量仪器Figure2-1MeasurementApparatuses
1）尺寸及质量测量仪器本文试验以精度 0.02 mm 的电子游标卡尺测定样品尺寸，以精度为 0.01 平测定块状和粉末状样品。如图 2-1 示。图 2-1 基本测量仪器Figure 2-1 MeasurementApparatuses2）岩样干燥装置为避免岩样含水对试验结果造成的干扰，采用 101-2 型电热恒温干燥箱（如），以电阻棒为加热元件加热功率为 3.2 kW，最高温度为 300℃，箱内温度动设定、测量及精控制。此次试验干燥装置设定温度为 105～110℃，恒温保干。特别地，岩样烘干后，应先放在干燥器中冷却至室温，然后称其质量。
应变采集系统表 2-3 TS3890N 型静态电阻应变仪技术参数Table 2-3 Technical parameters of TS3890N static resistance strain gauge验力 测量范围 相对误差 分辨力 力加载控制精度 位移加载控 FS % FS % %0 0.4～100% ±0.5 1/300000 ±1 ±2测点个数 50.00桥路形式 1/4 桥、双片、全桥桥路激励 2VDC测量范围 0～±20000με分 辨 率 ±1με准 确 度 ±0.3%±3με采样速率 1 秒电 源 AC220V，0Hz稳定性a、零点漂移不大于±4με/4hb、读数值变化不大于±0.3%±3με/4hc、温度变化影响：不大于±1με/℃
【参考文献】：
期刊论文
[1]北山花岗岩三轴压缩下声发射特征及损伤演化规律研究[J]. 孙雪,李二兵,段建立,濮仕坤,谭跃虎,韩阳,赵昱乔. 岩石力学与工程学报. 2018(S2)
[2]基于摩尔-库仑准则的断续节理岩体复合损伤本构模型[J]. 陈松,乔春生,叶青,邓斌. 岩土力学. 2018(10)
[3]岩石统计损伤软化模型及其参数反演[J]. 黄海峰,巨能攀,蓝康文,李萌,孔伟,郭露遥. 长江科学院院报. 2018(06)
[4]锚土界面位移特征及其蠕变损伤耦合效应研究[J]. 王军,曹平,林杭. 中国矿业大学学报. 2018(02)
[5]单轴压缩下断续节理岩体动态损伤本构模型[J]. 刘红岩,李俊峰,裴小龙. 爆炸与冲击. 2018(02)
[6]不同粒径胶结类岩石材料损伤模型研究[J]. 郑小龙,赵奎,曾鹏,龚囱,廖鑫. 中国钨业. 2018(01)
[7]布尔台煤矿侏罗纪沉积岩特征及对物理力学性质的影响[J]. 陈江峰,林志峰,王振康,黄玉峰,李迎超. 煤炭科学技术. 2018(02)
[8]粒度对砂岩力学及声发射特性的影响研究[J]. 王泽鹏,顾义磊,房局,向磊. 地下空间与工程学报. 2017(S2)
[9]裂隙岩体中弹性波传播特性试验及宏细观损伤本构模型研究[J]. 赵航,李新平,罗忆,董千,黄俊红. 岩土力学. 2017(10)
[10]岩石三维弹塑性损伤本构模型研究[J]. 杜修力,黄景琦,金浏,赵密. 岩土工程学报. 2017(06)
博士论文
[1]干湿循环作用下砂岩的宏细观损伤演化及本构模型研究[D]. 王子娟.重庆大学 2016
[2]综合考虑宏细观缺陷的岩体损伤本构模型及破坏机理研究[D]. 张吉宏.长安大学 2014
[3]水岩作用下深部岩体的损伤演化与流变特性研究[D]. 刘业科.中南大学 2012
[4]基于理想无损状态的混凝土弹塑性损伤本构模型研究及应用[D]. 于海祥.重庆大学 2009
[5]含瓦斯煤岩本构模型与失稳规律研究[D]. 王登科.重庆大学 2009
[6]含瓦斯煤失稳破坏及声发射特性的理论与实验研究[D]. 赵洪宝.重庆大学 2009
硕士论文
[1]不同含水率砂岩声发射特性研究与应用[D]. 罗福友.江西理工大学 2014
[2]重庆地区泥岩组成特征与力学参数关系研究[D]. 张述兴.重庆交通大学 2008
[3]混凝土—岩体两体损伤破坏及变形规律的研究[D]. 徐珂.西华大学 2007
本文编号：2937626
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
基本测量仪器Figure2-1MeasurementApparatuses
1）尺寸及质量测量仪器本文试验以精度 0.02 mm 的电子游标卡尺测定样品尺寸，以精度为 0.01 平测定块状和粉末状样品。如图 2-1 示。图 2-1 基本测量仪器Figure 2-1 MeasurementApparatuses2）岩样干燥装置为避免岩样含水对试验结果造成的干扰，采用 101-2 型电热恒温干燥箱（如），以电阻棒为加热元件加热功率为 3.2 kW，最高温度为 300℃，箱内温度动设定、测量及精控制。此次试验干燥装置设定温度为 105～110℃，恒温保干。特别地，岩样烘干后，应先放在干燥器中冷却至室温，然后称其质量。
应变采集系统表 2-3 TS3890N 型静态电阻应变仪技术参数Table 2-3 Technical parameters of TS3890N static resistance strain gauge验力 测量范围 相对误差 分辨力 力加载控制精度 位移加载控 FS % FS % %0 0.4～100% ±0.5 1/300000 ±1 ±2测点个数 50.00桥路形式 1/4 桥、双片、全桥桥路激励 2VDC测量范围 0～±20000με分 辨 率 ±1με准 确 度 ±0.3%±3με采样速率 1 秒电 源 AC220V，0Hz稳定性a、零点漂移不大于±4με/4hb、读数值变化不大于±0.3%±3με/4hc、温度变化影响：不大于±1με/℃
【参考文献】：
期刊论文
[1]北山花岗岩三轴压缩下声发射特征及损伤演化规律研究[J]. 孙雪,李二兵,段建立,濮仕坤,谭跃虎,韩阳,赵昱乔. 岩石力学与工程学报. 2018(S2)
[2]基于摩尔-库仑准则的断续节理岩体复合损伤本构模型[J]. 陈松,乔春生,叶青,邓斌. 岩土力学. 2018(10)
[3]岩石统计损伤软化模型及其参数反演[J]. 黄海峰,巨能攀,蓝康文,李萌,孔伟,郭露遥. 长江科学院院报. 2018(06)
[4]锚土界面位移特征及其蠕变损伤耦合效应研究[J]. 王军,曹平,林杭. 中国矿业大学学报. 2018(02)
[5]单轴压缩下断续节理岩体动态损伤本构模型[J]. 刘红岩,李俊峰,裴小龙. 爆炸与冲击. 2018(02)
[6]不同粒径胶结类岩石材料损伤模型研究[J]. 郑小龙,赵奎,曾鹏,龚囱,廖鑫. 中国钨业. 2018(01)
[7]布尔台煤矿侏罗纪沉积岩特征及对物理力学性质的影响[J]. 陈江峰,林志峰,王振康,黄玉峰,李迎超. 煤炭科学技术. 2018(02)
[8]粒度对砂岩力学及声发射特性的影响研究[J]. 王泽鹏,顾义磊,房局,向磊. 地下空间与工程学报. 2017(S2)
[9]裂隙岩体中弹性波传播特性试验及宏细观损伤本构模型研究[J]. 赵航,李新平,罗忆,董千,黄俊红. 岩土力学. 2017(10)
[10]岩石三维弹塑性损伤本构模型研究[J]. 杜修力,黄景琦,金浏,赵密. 岩土工程学报. 2017(06)
博士论文
[1]干湿循环作用下砂岩的宏细观损伤演化及本构模型研究[D]. 王子娟.重庆大学 2016
[2]综合考虑宏细观缺陷的岩体损伤本构模型及破坏机理研究[D]. 张吉宏.长安大学 2014
[3]水岩作用下深部岩体的损伤演化与流变特性研究[D]. 刘业科.中南大学 2012
[4]基于理想无损状态的混凝土弹塑性损伤本构模型研究及应用[D]. 于海祥.重庆大学 2009
[5]含瓦斯煤岩本构模型与失稳规律研究[D]. 王登科.重庆大学 2009
[6]含瓦斯煤失稳破坏及声发射特性的理论与实验研究[D]. 赵洪宝.重庆大学 2009
硕士论文
[1]不同含水率砂岩声发射特性研究与应用[D]. 罗福友.江西理工大学 2014
[2]重庆地区泥岩组成特征与力学参数关系研究[D]. 张述兴.重庆交通大学 2008
[3]混凝土—岩体两体损伤破坏及变形规律的研究[D]. 徐珂.西华大学 2007
本文编号：2937626
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