岩爆围岩钻孔及劈裂局部解危效应研究

发布时间：2021-02-07 23:57

　　岩爆解危与效果评估已成为深部工程安全施工和工程防灾减灾亟待解决的关键难题。针对岩爆局部解危,提出一种将卸压钻孔按一定角度进行劈裂的局部解危方法。采用理论分析、室内试验和数值模拟相结合的研究方法,综合XRD、声发射监测、应力应变监测、摄像等手段,开展了不同劈裂角度和无劈裂情况下岩爆解危效应研究,主要获得以下成果和结论。（1）通过X射线衍射试验对所选用的辉长岩试件进行成分分析,结果表明,辉长岩主要成分是辉石和斜长石,矿物晶化程度相对较高。同时结合两种岩爆倾向性判定指标对辉长岩进行了分析判定,证明辉长岩具有中等以上的岩爆倾向性。（2）通过对四组辉长岩试件进行双轴压缩试验,结果表明,与单纯施工卸压钻孔相比,含0°和45°劈裂缝的围岩局部解危演化进程由卸压孔两帮控制转为由劈裂缝端部控制,扩大了局部解危区域,卸压孔和劈裂缝共同起局部解危作用,而含90°劈裂缝的围岩局部解危进程仍由钻孔两帮控制;含0°和45°劈裂缝的峰前应力与垂直应变关系曲线非线性特征增强,峰前能量耗散加大,更大程度降低了围岩完整性,起到了的明显卸压效果;相比较而言,0°缝的局部解危效果最好,其峰前能量释放占比达到85.70%,45... 

【文章来源】：山东理工大学山东省

【文章页数】：105 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 岩爆的定义与机理研究现状
        1.2.2 岩爆的室内试验研究现状
        1.2.3 岩爆的数值模拟研究现状
        1.2.4 岩爆预测与防治研究现状
    1.3 论文研究内容与创新点
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 创新点
第二章 辉长岩试样力学性质试验及岩爆倾向性判定
    2.1 辉长岩矿物成分测定
    2.2 辉长岩力学性能测试
        2.2.1 辉长岩单轴抗压强度测定
        2.2.2 辉长岩单轴抗拉强度测定
    2.3 岩爆倾向性指标及判定
        2.3.1 岩爆倾向性指标
        2.3.2 辉长岩试件岩爆倾向性判定
    2.4 小结
第三章 岩爆围岩钻孔及劈裂局部解危效应试验研究
    3.1 钻孔及劈裂局部解危效应试验
        3.1.1 试验装置与方案
        3.1.2 试验结果与分析
    3.2 应变和声发射规律分析
    3.3 小结
第四章 岩爆围岩钻孔及劈裂局部解危效应数值模拟
    4.1 数值分析软件及分析基本原则
3D软件介绍">        4.1.1 FLAC^3D软件介绍
        4.1.2 数值分析基本原则
    4.2 室内试验数值模型及计算方案
        4.2.1 室内试验数值计算模型
        4.2.2 室内试验数值计算方案
    4.3 室内试验模型应力分布特征
z的分布特征">        4.3.1 铅垂应力σ_z的分布特征
eqv的分布特征">        4.3.2 等效应力σ_eqv的分布特征
    4.4 室内试验模型塑性区分布特征
        4.4.1 塑性区分布随劈裂角度的变化
        4.4.2 塑性区体积随劈裂角度的变化
        4.4.3 监测点位移变化规律
    4.5 基于现场尺度数值模型及计算方案
        4.5.1 围岩数值计算模型
        4.5.2 围岩数值计算方案
    4.6 现场尺度模型应力分布特征
    4.7 现场尺度模型变形特征
        4.7.1 沿y轴方向的变形特征
        4.7.2 沿z轴方向的变形特征
    4.8 现场尺度模型塑性区分布特征
        4.8.1 塑性区分布随劈裂角度的变化
        4.8.2 塑性区体积随劈裂角度的变化
    4.9 小结
第五章 岩爆围岩钻孔及劈裂局部解危效应判据及效果分析
    5.1 岩爆围岩解危效果定性分析
    5.2 岩爆围岩解危深度h的定量分析
    5.3 小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 不足与展望
参考文献
攻读硕士期间发表的学术论文
攻读硕士期间申请的发明专利
致谢



本文编号：3023034