不同含水率泥岩与锚固剂界面稳定性遇水弱化机理研究
发布时间：2021-03-18 20:07
随着浅部资源的逐渐减少和枯竭,资源开发逐渐向深部发展,我国千米级的矿井日益增多。由于深部岩体所处环境的特殊性和应力场的复杂性,特别是处于“三高一扰动”环境下的深部软弱泥岩,很容易受掘进或开采扰动而破坏失稳,在诸多的矿井冒顶片帮事故中,泥岩锚固体结构稳定性的问题尤为突出。泥岩锚固体结构分析以兖州煤业股份有限公司万福煤矿回风暗斜井围岩为研究对象。在施工过程中由于岩层渗水、钻孔积水等因素影响,使得泥岩处于高湿度环境中,结合泥岩具有的吸水弱化特性,使得泥岩锚固结构稳定性呈现弱化现象,从而影响锚杆支护整体的部分失效或完全失效,对矿井的安全生产产生极大的威胁。泥岩的基本岩石性质采用X射线衍射分析、实验室质量测试和单轴压缩实验分析。确定泥岩的矿物组分和岩性,表征该泥岩的质量含水率、遇水裂解特性和天然单轴抗压强度。湿度条件下泥岩膨胀特性通过恒温恒湿养护箱养护手段进行测量与分析。泥岩的膨胀规律通过特定位置的尺寸测量和质量测量进行总结,分析其膨胀应变与养护时间的关系。泥岩不同方向的膨胀规律不同,具有显著的各向异性,并且泥岩试件中显著的裂隙、节理、结构面直接影响泥岩吸水膨胀的速度、膨胀系数和含水率。含水率对...
【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】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“三介质-两界面”锚固体结构模型
硕士学位论文14（4）通过恒温恒湿养护箱养护岩石试件，分析岩石在湿度环境下的自由膨胀特性。（5）通过伺服单轴压缩仪器对不同含水率条件下的泥岩进行单轴压缩测试，研究含水率对泥岩力学性质的影响。（6）通过PFC颗粒流数值模拟软件，分析泥岩与锚固剂界面在不同含水率条件下的剪应力强度，探讨含水率对于界面稳定性的影响。图1-2技术路线图Figure1-2TechnologyRoadmap
硕士学位论文16图2-1回风暗斜井钻孔柱状图Figure2-1Histogramofboreholedrillinginthereturn-airdarkinclinedshaft所采煤层为3号煤层，煤层厚度为5~7m，倾角13°，W-13、W-15、W-17、W-18、165钻孔柱状图中，3号煤层顶底板为泥岩，W-16、W-20、G-38顶底板为泥岩、粘土岩、粉砂岩混层，综上所述，该煤层顶板以泥岩为主，f值为3~4，局部为粉砂岩，且含石英碎屑，局部裂隙发育，较为坚硬，f值为5~7，底板为泥岩，深灰色，参差状断口，f值为3~4，含大量植物根部化石，较脆。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effects of bolt profile and grout mixture on shearing behaviors of bolt-grout interface[J]. Chuanqing Zhang,Guojian Cui,Xiangrong Chen,Hui Zhou,Liang Deng. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2020(02)
[2]极弱胶结岩石物理力学特性及本构模型研究[J]. 孟庆彬,王杰,韩立军,孙稳,乔卫国,王刚. 岩土力学. 2020(S1)
[3]含水率及干密度对高铁泥岩地基土无荷膨胀率的影响[J]. 李佳敏,马丽娜,张戎令,王起才,张唐瑜,王斌文. 水资源与水工程学报. 2019(06)
[4]水岩耦合下的红层软岩微观结构特征与软化机制研究[J]. 谢小帅,陈华松,肖欣宏,王静,周家文. 工程地质学报. 2019(05)
[5]软弱泥岩遇水强度弱化特性宏细观模拟研究[J]. 李桂臣,孙长伦,何锦涛,孙元田,董玉玺,赵华山. 中国矿业大学学报. 2019(05)
[6]考虑荷载及干湿循环作用的炭质泥岩崩解特征试验[J]. 付宏渊,刘杰,曾铃,肖柳意,侯鹏. 中国公路学报. 2019(09)
[7]深部沿空切顶成巷围岩稳定性控制对策[J]. 陈上元,何满潮,郭志飚,陈辉,杨军,王炯. 工程科学与技术. 2019(05)
[8]顶板水对锚固结构的影响及控制研究[J]. 张俊敏,柏建彪,张伟光. 煤炭工程. 2019(08)
[9]原状泥岩膨胀变形试验及计算模型研究[J]. 薛彦瑾,王起才,马丽娜,张唐瑜,李佳敏. 地下空间与工程学报. 2019(04)
[10]饱水-失水循环下泥岩的剪切蠕变特性研究[J]. 赖远超,李朋伟,邓辉,刘东,苏航. 水利水电技术. 2019(07)
博士论文
[1]岩土预应力锚固系统长期稳定性研究[D]. 李英勇.北京交通大学 2008
[2]软弱夹层顶板巷道围岩稳定与安全控制研究[D]. 李桂臣.中国矿业大学 2008
[3]锚固系统应力传递机理理论及应用研究[D]. 尤春安.山东科技大学 2004
本文编号：3088863
【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】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“三介质-两界面”锚固体结构模型
硕士学位论文14（4）通过恒温恒湿养护箱养护岩石试件，分析岩石在湿度环境下的自由膨胀特性。（5）通过伺服单轴压缩仪器对不同含水率条件下的泥岩进行单轴压缩测试，研究含水率对泥岩力学性质的影响。（6）通过PFC颗粒流数值模拟软件，分析泥岩与锚固剂界面在不同含水率条件下的剪应力强度，探讨含水率对于界面稳定性的影响。图1-2技术路线图Figure1-2TechnologyRoadmap
硕士学位论文16图2-1回风暗斜井钻孔柱状图Figure2-1Histogramofboreholedrillinginthereturn-airdarkinclinedshaft所采煤层为3号煤层，煤层厚度为5~7m，倾角13°，W-13、W-15、W-17、W-18、165钻孔柱状图中，3号煤层顶底板为泥岩，W-16、W-20、G-38顶底板为泥岩、粘土岩、粉砂岩混层，综上所述，该煤层顶板以泥岩为主，f值为3~4，局部为粉砂岩，且含石英碎屑，局部裂隙发育，较为坚硬，f值为5~7，底板为泥岩，深灰色，参差状断口，f值为3~4，含大量植物根部化石，较脆。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effects of bolt profile and grout mixture on shearing behaviors of bolt-grout interface[J]. Chuanqing Zhang,Guojian Cui,Xiangrong Chen,Hui Zhou,Liang Deng. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2020(02)
[2]极弱胶结岩石物理力学特性及本构模型研究[J]. 孟庆彬,王杰,韩立军,孙稳,乔卫国,王刚. 岩土力学. 2020(S1)
[3]含水率及干密度对高铁泥岩地基土无荷膨胀率的影响[J]. 李佳敏,马丽娜,张戎令,王起才,张唐瑜,王斌文. 水资源与水工程学报. 2019(06)
[4]水岩耦合下的红层软岩微观结构特征与软化机制研究[J]. 谢小帅,陈华松,肖欣宏,王静,周家文. 工程地质学报. 2019(05)
[5]软弱泥岩遇水强度弱化特性宏细观模拟研究[J]. 李桂臣,孙长伦,何锦涛,孙元田,董玉玺,赵华山. 中国矿业大学学报. 2019(05)
[6]考虑荷载及干湿循环作用的炭质泥岩崩解特征试验[J]. 付宏渊,刘杰,曾铃,肖柳意,侯鹏. 中国公路学报. 2019(09)
[7]深部沿空切顶成巷围岩稳定性控制对策[J]. 陈上元,何满潮,郭志飚,陈辉,杨军,王炯. 工程科学与技术. 2019(05)
[8]顶板水对锚固结构的影响及控制研究[J]. 张俊敏,柏建彪,张伟光. 煤炭工程. 2019(08)
[9]原状泥岩膨胀变形试验及计算模型研究[J]. 薛彦瑾,王起才,马丽娜,张唐瑜,李佳敏. 地下空间与工程学报. 2019(04)
[10]饱水-失水循环下泥岩的剪切蠕变特性研究[J]. 赖远超,李朋伟,邓辉,刘东,苏航. 水利水电技术. 2019(07)
博士论文
[1]岩土预应力锚固系统长期稳定性研究[D]. 李英勇.北京交通大学 2008
[2]软弱夹层顶板巷道围岩稳定与安全控制研究[D]. 李桂臣.中国矿业大学 2008
[3]锚固系统应力传递机理理论及应用研究[D]. 尤春安.山东科技大学 2004
本文编号：3088863
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