梯度冲击作用下冻结红砂岩的动力响应及损伤效应研究

发布时间：2024-02-19 12:25

　　目前,在西部矿区冻结法立井建设过程中,常遇到侏罗系煤层上覆巨厚白垩系富水弱胶结软岩,而对于这类地层的冻结凿井设计缺乏完善的理论依据和可靠工程经验,使得在实际工程中因施工爆破、机械破岩等不同梯度冲击荷载引起的冻结壁失稳出水事故频发,造成工期延误及重大经济损失。因此,开展梯度冲击作用下冻结饱水红砂岩的动力学特性和损伤效应试验研究具有重要意义。本文以甘肃省五举煤矿冻结凿井穿越的白垩系富水软岩为研究对象,通过现场取样进行室内SHPB梯度冲击和核磁共振试验,同时结合理论分析和数值模拟技术进行综合分析研究,主要研究内容和结论如下:(1)通过室内静力学试验、矿物成分分析以及电镜扫描,对西部地区富水弱胶结红砂岩的基本物理参数指标、矿物成分及细观结构进行了测定,得出西部矿区红砂岩为高孔隙度(孔隙度高达25.8%)弱胶结砂岩,饱水状态下静力学参数弱化现象突出。(2)利用φ50mm霍普金森压杆(SHPB)系统对冻结红砂岩进行冲击压缩试验,依据试验结果,研究了在不同梯度冲击作用下冻结红砂岩的应力-应变曲线特征、峰值强度、峰值应变及动态弹性模量与应变率的关系。发现梯度冲击与低温耦合作用下的红砂岩动态应力应变曲线...

【文章页数】：107 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1冻结壁透水现场图

1绪论11绪论1.1选题背景和研究意义1.1.1选题背景煤炭资源作为我国支柱型能源在国民经济发展中发挥着巨大的作用[1]。而目前受制于我国新能源技术的缓慢发展，在未来长期一段时间内，煤炭资源仍会扮演着主要能源的角色。但是由于中东部煤炭资源的枯竭以及环境污染等问题日渐突显，同时为了....

图1.2冻结壁受荷剖面示意图

西安科技大学全日制工程硕士学位论文2图1.2冻结壁受荷剖面示意图图1.3冻结壁受荷立面示意图图1.4不同梯度冲击下不同冻结温度软岩凿井说明煤矿立井冻结法施工过程如下：首先在立井开凿前布设冻结管冻结岩体，当冻结交圈形成且冻结壁强度达到要求后，再按照“一掘一砌”或“两掘一砌”的掘砌方....

图1.3冻结壁受荷立面示意图

西安科技大学全日制工程硕士学位论文2图1.2冻结壁受荷剖面示意图图1.3冻结壁受荷立面示意图图1.4不同梯度冲击下不同冻结温度软岩凿井说明煤矿立井冻结法施工过程如下：首先在立井开凿前布设冻结管冻结岩体，当冻结交圈形成且冻结壁强度达到要求后，再按照“一掘一砌”或“两掘一砌”的掘砌方....

图1.4不同梯度冲击下不同冻结温度软岩凿井说明煤矿立井冻结法施工过程如下：首先在立井开凿前布设冻结管冻结岩体，当冻结交

西安科技大学全日制工程硕士学位论文2图1.2冻结壁受荷剖面示意图图1.3冻结壁受荷立面示意图图1.4不同梯度冲击下不同冻结温度软岩凿井说明煤矿立井冻结法施工过程如下：首先在立井开凿前布设冻结管冻结岩体，当冻结交圈形成且冻结壁强度达到要求后，再按照“一掘一砌”或“两掘一砌”的掘砌方....

本文编号：3902683