侧向卸荷作用下白垩系冻结砂岩力学特性试验研究

发布时间：2024-05-13 03:12

　　西北地区的深部煤层覆盖着大量白垩系砂岩,由于白垩系砂岩强度低和富含水,常用人工冻结法施工,在施工过程中,岩体水平方向原始应力逐渐卸载,实际是冻结砂岩围压降低和偏应力增大的过程。研究侧向卸荷作用下白垩系冻结砂岩的力学特性,可以为冻结井筒设计提供依据。选取陕西省彬长矿区白垩系富水砂岩,采用低温高压岩石三轴测试系统,对岩样进行不同冻结温度、不同初始围压和不同侧向卸荷速率下的卸荷力学试验和同步声发射试验。(1)力学试验结果表明,饱和砂岩由20℃降至-5℃,三轴压缩峰值应力和弹性模量约增大3倍。侧向卸荷条件下,冻结砂岩峰值应力约为20℃砂岩的2～3倍,20℃砂岩峰值应变小于冻结砂岩峰值应变。初始围压增大,轴向和径向应变增长速率增大,径向应变主导破坏过程。高卸荷速率下,变形较小,破坏突然,低卸荷速率下,变形量较大,包含部分蠕变变形。根据应力-应变曲线计算围压卸荷量和变形模量变化量,得出不同冻结温度、不同初始围压和不同侧向卸荷速率下,岩样卸荷过程中变形模量变化量随围压卸荷量变化规律。(2)采用声发射设备对冻结岩样侧向卸荷过程进行监测,根据声发射幅度的密集三角型区域和能量丛集区,确定侧向卸荷破坏预兆点...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1岩样加工

2三轴压缩作用下白垩系冻结砂岩力学性质研究132三轴压缩作用下白垩系冻结砂岩力学性质研究2.1岩样及仪器设备2.1.1岩样制备将取自陕西省彬长矿区的白垩系富水砂岩块石，沿垂直层理方向钻孔取芯，经钻、切、磨加工后（见图2.1），将岩样制成标准试样（φ=50mm，h=100mm，见图....

图2.2标准试样

2三轴压缩作用下白垩系冻结砂岩力学性质研究132三轴压缩作用下白垩系冻结砂岩力学性质研究2.1岩样及仪器设备2.1.1岩样制备将取自陕西省彬长矿区的白垩系富水砂岩块石，沿垂直层理方向钻孔取芯，经钻、切、磨加工后（见图2.1），将岩样制成标准试样（φ=50mm，h=100mm，见图....

图2.3烘干箱

2三轴压缩作用下白垩系冻结砂岩力学性质研究132三轴压缩作用下白垩系冻结砂岩力学性质研究2.1岩样及仪器设备2.1.1岩样制备将取自陕西省彬长矿区的白垩系富水砂岩块石，沿垂直层理方向钻孔取芯，经钻、切、磨加工后（见图2.1），将岩样制成标准试样（φ=50mm，h=100mm，见图....

图2.4ZYB-B型真空饱和装置

西安科技大学硕士学位论文14图2.4ZYB-B型真空饱和装置图2.5饱水岩样超声波测试表2.1三轴压缩砂岩的基本物理性质岩样编号高度mm直径mm干质量g饱和质量g干密度g/cm3饱和密度g/cm3饱和含水率%孔隙度%波速m/sTCT-1100.1348.93399.44426.6....

本文编号：3972291