深井软岩强度软化试验研究

来源 :黑龙江科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:forest_28
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随着煤矿开采深度的不断增加,围岩在高地应力、高岩溶水压、高地温和强烈采掘扰动的复杂环境中,所变现出的力学性能如变性特征、破坏特征等与浅部开采时往往具有很大差异,各种工程地质灾害如巷道与采场大面积冒顶、垮塌、岩爆以及巷道大变形等的表现形式和频度与浅部开采亦具有十分明显差别,工程实践表明,巷道大变形与围岩吸水密切相关。因此,研究深部开采中软岩水理作用与软岩强度衰减规律就显得十分必要了。  本文对深井软岩在不同条件下吸水特性进行研究,试验中使软岩试样分别处于无水头、常水头和三向围压下进行单面吸水测试,结果表明,三向围压条件下σ3≦500kPa时,软岩吸水速率呈现v(σ3=100kPa)>v(σ3=300kPa)>v(σ3=500kPa);在相同水头(h=100cm)、σ3≦500kPa时,软岩在三向围压状态下吸水速率与室内常水头状态下吸水速率呈现v(室内常水头)>v(三向围压)>v(无水头单面)。  同时对深井软岩在不同吸水测试下吸水Q-t特征曲线进行分析,软岩在整个吸水过程中,吸水速率是逐渐变化的,初期吸水速率相对较快,呈负指数上升曲线;后期吸水速率趋于一定值,呈线性。同时借助SEM试验、X射线衍射试验和压汞试验等实验手段,分析了影响软岩吸水的主要因素,即软岩中黏土矿物和微观结构特征。  此外,本文对不同吸水测试下的软岩进行单轴压缩试验,研究了软岩单轴压缩强度随含水率变化规律特性,试验得出软岩强度随含水率的增加而呈现负指数衰减。
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