不同围压下岩石受力破坏特征及注浆加固试验研究
发布时间：2021-02-03 09:44
地下工程开挖诱发岩体损伤与破坏,进而引起岩体结构失稳是地下工程最常见的难题之一,因此岩石在受力作用下的破坏特征一直是岩石力学研究工作的重点和热点。有效的加固支护手段是维持地下工程长期稳定的关键,而注浆是有效提升岩体力学与渗透性能、改善地下工程结构稳定的重要技术手段。本文围绕岩石受力破坏特征及破坏岩石注浆加固效应开展系列研究,研究了三轴压缩条件下黄砂岩受力破坏特征及其破坏后注浆加固体峰值强度、恢复比、强度特征等力学参数指标,深入分析了岩石受力破坏特征与注浆对受力破坏岩体的注浆加固效果。本文主要研究成果和结论有:（1）开展了不同围压下黄砂岩的受力破坏试验,结果表明08MPa围压条件下随着围压的增加,黄砂岩的峰值强度、峰值应变、弹性模量、变形模量呈现明显的上升趋势,围压对岩石变形与强度具有明显的控制作用;随着围压的增加,岩石破坏形式会由张拉型破坏主导向剪切型破坏主导转化,岩石破坏形式会更加协调,裂隙数目会逐渐趋于稳定;采用盒计数维数对不同围压条件下破坏的黄砂岩试样表面裂隙特征进行表征,结果表明,08MPa条件下分形维数分别为1.39、1.30、1....
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各类地下工
第一章绪论2于开挖扰动等地下工程活动影响引起工程岩体内部应力场急剧变化，出现强烈的应力释放、应力集中等现象，应力集中将诱发岩体出现损伤，引起岩体内部裂隙萌生、发育、扩展，使得岩体整体承载能力下降，最终在荷载作用下出现失稳破坏，导致围岩结构性失稳进而出现地下工程塌方、围岩大变形、片帮等地质灾害问题，对地下工程的修建和运营带来极大影响[7,8]。例如，城市地铁隧道、山岭隧道常见的围岩失稳、坍塌问题等(如图1.2(a)所示)；深部巷道在高地应力作用下非线性大变形，围岩形变破坏问题[9,10]。以上情况均涉及到岩石在荷载作用下强度与变形性质以及破坏特征，因此，研究岩石强度与变形性质以及破坏特征对于实际地下工程建设与运行具有一定的指导意义。(a)围岩失稳(b)注浆加固图1.2围岩失稳与注浆加固针对工程岩体受力变形破坏，即完整岩石受力损伤破坏后内部裂隙萌生、发育、扩展形成强度较低、具有明显各项异性特征的裂隙岩体，采取有效的支护加固技术是维持地下工程长期稳定的重要手段。注浆是增强裂隙岩体力学性能及抗渗能力的有效措施[11-12]。为了保证工程建设运营过程中的工程岩体满足实际工程需求，通过液压、气压或电化学等方式将具有一定胶凝能力的浆液注入裂隙岩体内部，浆液沿着岩体裂隙进行有效扩散，将其内部的空气和水排除，经过一系列复杂的物理化学作用，形成具有一定胶结强度的岩-浆界面，使得裂隙岩体整体完整性、力学性质得到大幅提升，从而达到加固和
技术路线图
【参考文献】：
期刊论文
[1]富水环境下板岩膨胀过程宏-细-微观机制研究[J]. 陈福榜,左清军,吴友银,张中君,赵先强. 岩石力学与工程学报. 2020(01)
[2]基于核磁共振技术的白云岩卸荷损伤与渗透特性试验研究[J]. 李克钢,杨宝威,秦庆词. 岩石力学与工程学报. 2019(S2)
[3]基于声发射监测的含天然弱面辉绿岩变形和强度特性实验研究[J]. 王强,周扬一,李元辉,张凤鹏. 岩石力学与工程学报. 2019(S2)
[4]基于NMR和声发射的砂岩疲劳损伤试验研究[J]. 任松,王小书,高思娴,欧阳汛,谢凯楠. 北京理工大学学报. 2019(08)
[5]公路隧道微震监测系统构建与微震特性分析[J]. 李天斌,刘天毅,陈国庆,马春驰,张航. 地下空间与工程学报. 2019(04)
[6]层状大理岩破裂过程力学特性与能量演化各向异性研究[J]. 侯志强,王宇,刘冬桥,李长洪. 采矿与安全工程学报. 2019(04)
[7]红层软岩压缩破坏的分形特征与级联失效过程[J]. 周翠英,梁宁,刘镇. 岩土力学. 2019(S1)
[8]浅谈城市地下空间开发中的关键科学问题与创新思路[J]. 胡志平,彭建兵,张飞,王瑞,陈南南. 地学前缘. 2019(03)
[9]隧道完整型岩盘渗透破坏失稳机制流固耦合模型试验研究[J]. 黄震,李仕杰,赵奎,吴云,吴锐. 应用基础与工程科学学报. 2019(06)
[10]注浆材料和预制裂纹缺陷角度对类岩石试件单轴抗压强度及破坏模式的影响[J]. 乐慧琳,孙少锐. 岩土力学. 2018(S1)
博士论文
[1]碳纳米管增强水泥基注浆材料力学特性及其微观作用机理[D]. 杜明瑞.中国矿业大学 2018
[2]裂隙岩体动水注浆扩散多场耦合机理研究[D]. 张丁阳.中国矿业大学 2018
[3]富水破碎岩体注浆材料研发与注浆加固机理研究及应用[D]. 李召峰.山东大学 2016
[4]化学注浆扩散机理的透明土试验研究[D]. 高岳.中国矿业大学 2016
[5]基于分形几何的彩色纹理图像分析方法研究[D]. 朱峰.东南大学 2015
[6]隧道工程富水断层破碎带注浆加固机理及应用研究[D]. 张伟杰.山东大学 2014
[7]岩体裂隙与管道动水注浆浆液扩散封堵机理研究[D]. 胡巍.中国矿业大学 2013
[8]多孔介质动水化学注浆机理研究[D]. 王档良.中国矿业大学 2011
[9]裂隙岩体中隧道注浆加固理论研究及工程应用[D]. 黄戡.中南大学 2011
[10]深部巷道围岩强度衰减规律研究[D]. 牛双建.中国矿业大学 2011
硕士论文
[1]裂隙岩体注浆作用下变形与加固机理及应用[D]. 杨红鲁.山东大学 2019
[2]单一裂隙注浆扩散与加固机理研究[D]. 郑卓.山东大学 2016
本文编号：3016294
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各类地下工
第一章绪论2于开挖扰动等地下工程活动影响引起工程岩体内部应力场急剧变化，出现强烈的应力释放、应力集中等现象，应力集中将诱发岩体出现损伤，引起岩体内部裂隙萌生、发育、扩展，使得岩体整体承载能力下降，最终在荷载作用下出现失稳破坏，导致围岩结构性失稳进而出现地下工程塌方、围岩大变形、片帮等地质灾害问题，对地下工程的修建和运营带来极大影响[7,8]。例如，城市地铁隧道、山岭隧道常见的围岩失稳、坍塌问题等(如图1.2(a)所示)；深部巷道在高地应力作用下非线性大变形，围岩形变破坏问题[9,10]。以上情况均涉及到岩石在荷载作用下强度与变形性质以及破坏特征，因此，研究岩石强度与变形性质以及破坏特征对于实际地下工程建设与运行具有一定的指导意义。(a)围岩失稳(b)注浆加固图1.2围岩失稳与注浆加固针对工程岩体受力变形破坏，即完整岩石受力损伤破坏后内部裂隙萌生、发育、扩展形成强度较低、具有明显各项异性特征的裂隙岩体，采取有效的支护加固技术是维持地下工程长期稳定的重要手段。注浆是增强裂隙岩体力学性能及抗渗能力的有效措施[11-12]。为了保证工程建设运营过程中的工程岩体满足实际工程需求，通过液压、气压或电化学等方式将具有一定胶凝能力的浆液注入裂隙岩体内部，浆液沿着岩体裂隙进行有效扩散，将其内部的空气和水排除，经过一系列复杂的物理化学作用，形成具有一定胶结强度的岩-浆界面，使得裂隙岩体整体完整性、力学性质得到大幅提升，从而达到加固和
技术路线图
【参考文献】：
期刊论文
[1]富水环境下板岩膨胀过程宏-细-微观机制研究[J]. 陈福榜,左清军,吴友银,张中君,赵先强. 岩石力学与工程学报. 2020(01)
[2]基于核磁共振技术的白云岩卸荷损伤与渗透特性试验研究[J]. 李克钢,杨宝威,秦庆词. 岩石力学与工程学报. 2019(S2)
[3]基于声发射监测的含天然弱面辉绿岩变形和强度特性实验研究[J]. 王强,周扬一,李元辉,张凤鹏. 岩石力学与工程学报. 2019(S2)
[4]基于NMR和声发射的砂岩疲劳损伤试验研究[J]. 任松,王小书,高思娴,欧阳汛,谢凯楠. 北京理工大学学报. 2019(08)
[5]公路隧道微震监测系统构建与微震特性分析[J]. 李天斌,刘天毅,陈国庆,马春驰,张航. 地下空间与工程学报. 2019(04)
[6]层状大理岩破裂过程力学特性与能量演化各向异性研究[J]. 侯志强,王宇,刘冬桥,李长洪. 采矿与安全工程学报. 2019(04)
[7]红层软岩压缩破坏的分形特征与级联失效过程[J]. 周翠英,梁宁,刘镇. 岩土力学. 2019(S1)
[8]浅谈城市地下空间开发中的关键科学问题与创新思路[J]. 胡志平,彭建兵,张飞,王瑞,陈南南. 地学前缘. 2019(03)
[9]隧道完整型岩盘渗透破坏失稳机制流固耦合模型试验研究[J]. 黄震,李仕杰,赵奎,吴云,吴锐. 应用基础与工程科学学报. 2019(06)
[10]注浆材料和预制裂纹缺陷角度对类岩石试件单轴抗压强度及破坏模式的影响[J]. 乐慧琳,孙少锐. 岩土力学. 2018(S1)
博士论文
[1]碳纳米管增强水泥基注浆材料力学特性及其微观作用机理[D]. 杜明瑞.中国矿业大学 2018
[2]裂隙岩体动水注浆扩散多场耦合机理研究[D]. 张丁阳.中国矿业大学 2018
[3]富水破碎岩体注浆材料研发与注浆加固机理研究及应用[D]. 李召峰.山东大学 2016
[4]化学注浆扩散机理的透明土试验研究[D]. 高岳.中国矿业大学 2016
[5]基于分形几何的彩色纹理图像分析方法研究[D]. 朱峰.东南大学 2015
[6]隧道工程富水断层破碎带注浆加固机理及应用研究[D]. 张伟杰.山东大学 2014
[7]岩体裂隙与管道动水注浆浆液扩散封堵机理研究[D]. 胡巍.中国矿业大学 2013
[8]多孔介质动水化学注浆机理研究[D]. 王档良.中国矿业大学 2011
[9]裂隙岩体中隧道注浆加固理论研究及工程应用[D]. 黄戡.中南大学 2011
[10]深部巷道围岩强度衰减规律研究[D]. 牛双建.中国矿业大学 2011
硕士论文
[1]裂隙岩体注浆作用下变形与加固机理及应用[D]. 杨红鲁.山东大学 2019
[2]单一裂隙注浆扩散与加固机理研究[D]. 郑卓.山东大学 2016
本文编号：3016294
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