含水率对红砂岩瞬时和蠕变力学性质影响的试验研究

水是影响岩体工程稳定性的重要因素。为了全面分析水对岩石瞬时及蠕变力学特性的影响,设计了两类试验：单轴压缩强度试验和蠕变试验。通过吸水试验分析红砂岩的吸水特征,并以此为依据制备不同含水率的标准试件。首先对9组不同含水率的试件进行单轴压缩强度试验。利用体积应变法和LSR法(Lateral Strain Response)确定红砂岩在单轴压缩条件下的4个特征应力：闭合应力、启裂应力、损伤应力和破坏应力, 从而得到了含水率与红砂岩力学参数的定量关系。结果表明,应力应变曲线上各阶段特征应力随含水率增大而服从负指数规律衰减,并且当试件达到饱和后,各特征应力趋于稳定。由于高孔隙率的特性,导致红砂岩的特征应力在短时间内显著降低。启裂应力σi与闭合应力σc之差随着含水率的增加而减小。这说明水的增加导致红砂岩非线性特征增强。强度和弹性模量损失系数随含水率呈指数函数增长的趋势,饱和红砂岩的强度和弹模总损失系数分别是0.484和0.334。此外,将5组不同初始含水率的试件持续浸在充满水的环境试验箱中,开展荷载与水共同作用下的蠕变试验,从而得到长期水环境对红砂岩蠕变力学特征的影响。结果表明,试件的瞬时应变和稳态应变率随含水率增加呈指数形式增大,蠕变应变和破坏时间随含水率增加而减小。当含水率趋于稳定时,红砂岩的蠕变特性仍然有显著的变化,其原因在于环境中的水沿蠕变新生成的裂缝进一步运移到裂缝尖端,初始裂纹进一步扩展。实验结果不仅强调了短时间内水对高孔隙率岩石瞬时力学性质的急剧弱化作用,而且强调了环境中的水对饱和岩石蠕变力学性质的持续影响作用。此外,实验数据和拟合方程将为岩体工程长期稳定性的评估提供一定的参考价值。     

大峪沟矿区采煤塌陷对土壤含水率的影响

为了研究了大峪沟矿区采煤塌陷对土壤含水率的影响,对研究区干旱期和丰水期的采煤塌陷区和非塌陷区土壤含水率进行了研究。结果表明:在干旱期,采煤塌陷区土壤含水率低于非塌陷区土壤含水率;在丰水期,采煤塌陷区土壤含水率高于非塌陷区土壤含水率。由此可见采煤塌陷与土壤含水率之间有很强的相关性。     

神东矿区采矿对土壤含水率影响分析

采用不规则布点方式,实测了神东矿区预采区、呆动区、采空区地表下10,20,40cm土壤体积含水百分率,利用Voronoi插值法计算了区域平均含水率。研究表明,采矿影响下神东矿区区域土壤含水率存在一定空间分异性,对于浅层土壤,土壤平均含水率大小排序为预采区→采动区→采空区;对于深层土壤,在缺乏外界补给的条件下,土壤平均含水率大小排序为采动区→预采区→采空区。     

含水率对弱胶结砂岩力学特征的影响规律

为了研究含水率对弱胶结砂岩力学特征的影响规律,以神东矿区大柳塔煤矿岩层中的砂岩为研究对象。首先对弱胶结砂岩进行了XRD,SEM,NMR观测,然后对含水率分别为0,2%,4%和6%的试样在RMT-150C力学试验机下进行单轴压缩试验。研究结果表明:弱胶结砂岩的孔隙率为20.29%,孔隙以中大孔为主,孔隙连通性好;黏土矿物以高岭石和绿泥石为主。含水率对弱胶结砂岩的应力-应变曲线、峰值强度和弹性模量都存在显著影响,峰值强度、弹性模量与含水率存在显著的负相关关系;含水率对峰值应变无显著影响。与干燥试样相比,含水率为2%,4%和6%试样的峰值抗压强度分别降低了20.76%,37.84%,49.01%,弹性模量分别降低了6.25%,31.65%,51.44%;随着含水率的逐渐增加,弱胶结砂岩的塑性逐渐增大。研究成果有助于进一步揭示神东矿区溃水溃沙的机理。     

含水率对石膏矿柱力学特性及稳定性的影响

为了探究含水率对石膏矿柱力学特性和稳定性的影响,分别对含水率为0.25％、0.48％、0.69％和0.86％的石膏试件进行单轴压缩试验,对三圣石膏矿W101工作面4个不同含水率区域的矿柱表面变形情况进行现场监测.结果表明,石膏试件单轴抗压强度和弹性模量随含水率的增加分别呈二次多项式关系和线性关系减小;不同含水率石膏矿柱...     

含水率对弱胶结砂岩力学特征的影响规律

为了研究含水率对弱胶紻砂岩力学特征的影响规律,以神东矿区大柳塔煤矿岩层中的砂岩为研究对象.首先对弱胶紻砂岩进行了XRD,SEM,NMR观测,然后对含水率分别为0,2％,4％和6％的试样在RMT-150C力学试验机下进行单轴压缩试验.研究紻果表明:弱胶紻砂岩的孔隙率为20.29％,孔隙以中大孔为主,孔隙连通性好;黏土矿物以高岭石和絣泥石为主.含水率对弱胶紻砂岩的应力-应变曲线、峰值强度和弹性模量都存在显著影响,峰值强度、弹性模量与含水率存在显著的负相关关系;含水率对峰值应变无显著影响.与干燥试样相比,含水率为2％,4％和6％试样的峰值抗压强度分别降低了20.76％,37.84％,49.01％,弹性模量分别降低了6.25％,31.65％,51.44％;随着含水率的逐渐增加,弱胶紻砂岩的塑性逐渐增大.研究成果有助于进一步揭示神东矿区溃水溃沙的机理.     

低温条件下含水率对岩石力学特性的影响分析

在冻土地区,当岩石孔隙度较高时,冻结引起的岩石强度明显增加,因此有必要对其机理进行深入研究。本文研究了孔隙水对低温条件下饱水岩石力学性质的影响,在-170°C至室温范围内,对凝灰岩和砂岩进行了单轴压缩试验和间接拉伸试验,并结合扫描电子显微镜试验观察岩石的微观结构。研究发现并总结了孔隙水对岩石低温强化机理的影响规律。岩石强度的强化被认为是由孔隙水冻结引起的荷载分布效应和孔隙水冻结后引起的冰强度增加之间的相互作用引起的。本研究将宏观岩石力学与微观岩体结构相结合,为冻土地区岩石力学研究提供了一定的参考。     

注浆处理对岩土力学性质的影响

从岩土力学性质的原理出发,通过分析注浆处理对地基结构、物化性质等方面所产生的作用,了解岩土在注浆前后应力及抗剪强度的变化,得出相关结论。     

注浆处理对岩土力学性质的影响

从岩土力学性质的原理出发，通过分析注浆处理对地基结构、物化性质等方面所产生的作用，了解岩土在注浆前后应力及抗剪强度的变化，得出相关结论。     

神东矿区煤系地层岩石物理力学性质

岩石物理力学参数是数值计算、相似模拟、顶板分类、支架选型等理论分析和现场安全生产管理的基础性工作。分别从补连塔煤矿、大柳塔煤矿及布尔台煤矿采集岩芯并进行了单轴压缩、三轴压缩和巴西劈裂实验,分析了不同沉积时期的密度、RQD值、抗拉强度、抗压强度、弹性模量、黏聚力及内摩擦角等参数。根据试验矿井地层情况,将3个试验矿井的岩层划分为8个沉积时期,分别为白垩系、侏罗系安定组、侏罗系直罗组、侏罗系延安组1-2煤、侏罗系延安组2-2煤、侏罗系延安组粉砂岩、侏罗系延安组4号煤及侏罗系延安组底部。神东矿区岩层以砂岩为主,尤其是白垩系岩层主要为砂岩层。按沉积时期分组试验结果表明:随着沉积时间的增加,岩石的密度呈增大趋势,但是增大幅度不明显;岩石的抗拉强度、抗压强度、弹性模量及黏聚力与沉积时间呈现出一定的正相关关系;RQD值及内摩擦角与生成时间无明显的关系。生成时间对岩石的力学参数影响较大,其中,沉积时间对中粒砂岩抗拉强度的影响最大,最大值是最小值的31.2倍;沉积时间对中粒砂岩抗压强度及弹性模量的影响最大,单轴抗压强度最大值是最小值的12.4倍;弹性模量最大值是最小值的32.8倍;白垩系及侏罗系安定组的物理力学参数相对其它沉积时期要小很多。     

神东矿区岩石物理力学性质变化规律研究

通过对神东矿区3个典型大采高工作面钻孔柱状岩石物理力学性质与沉积时期和埋深关系的研究,得到如下结论:1)埋深相同的同类岩性岩石的物理力学性质与沉积时期有着密切联系,同矿区不同矿井同一岩性即使在同一埋深条件下,其岩石物理力学性质也有很大的不同,沉积时期早的岩石物理力学性质大于沉积时期晚的岩石;2)同类岩性岩石的物理力学参数总体上随着埋深的增加而增加,且大多数岩石的物理力学性质与埋深具有较好的线性关系;3)同一矿井的砂岩类抗压强度和抗拉强度与颗粒粒径成反比,且泥岩类的抗压强度和抗拉强度普遍比粗砂岩和含砾粗砂岩高。     

不同含水率对常村矿区煤岩瓦斯吸附解吸特性的影响

为了研究常村矿区3号煤层的吸附解吸特性,通过实验室等温吸附实验,对同一煤样反复干燥后添加实验设定水量,进而研究目标煤岩在不同含水率这一单一因素条件下的吸附解吸特性。     

矿区压实土壤接种AMF对柠条生长的影响模拟试验

土壤压实是露天矿区排土场土地复垦过程中面临的常见问题,对矿区植被恢复产生重要影响。为研究压实作用对植物根系发育和地上部养分吸收产生的影响,以及接种AMF对压实土壤中植物生长的效应,以矿区复垦常用植物——柠条为供试物种,采用室内模拟试验进行研究,结果表明:土壤紧实度影响植物根系构型发育,轻度压实(C1)促进柠条根系形态发育,重度压实(C2)抑制根系的生长,表现为根系总根长、根系平均直径、表面积和体积减小。接种AMF可促进压实土壤中柠条根系IAA,CTK,GA激素的分泌,且分泌量随压实程度增大有增加趋势,同时减少ABA的分泌,促进根系总根长、根系平均直径、表面积和体积增加。在重度压实(C2)下,接种AMF能显著提高柠条地上部N,P,Fe,Mn养分含量,提高柠条生物量,接菌柠条地上部分干重、地下部分干重和株高较对照分别增加48.08%,58.33%,6.91%。根系激素分泌与根系形态发育、地上部分各养分含量相互影响,根系IAA,CTK和GA的分泌与菌根侵染率、菌丝密度、地上部N,P,Zn养分含量显著正相关。紧实土壤中,接种AMF可以通过调节植物根系生理代谢活动,促进根系发育,提高宿主植物地上...     

长期荷载压实地基土物理力学性质变化特征探讨

通过对某氧化铝厂40个种子分解槽的岩土工程勘察补充勘察工作,取得了在长期附加荷载作用下地基土物理力学性质变化特征的一些认识.     

煤岩力学性质对块煤率影响研究

为了解决赛蒙特尔煤矿采煤工作面块煤率低的问题,分析了现有煤矿地质条件下的煤样受不同性质力破坏对块煤率的影响程度,并将分形理论中的块度分布及分形维数作为煤的综合性能指标,研究了不同性质力破坏后的煤样块度分布、分形维数与块煤率之间的关系,通过该指标在一定程度上定性地反映出了煤矿出煤的块煤率,确定了煤岩力学性质对块煤率影响的关键因素。研究表明:煤样在压缩破坏时,分形维数最大,块度分布多,体积小,破碎度最高;煤样在剪切时,破碎度较压缩破坏时低,而随着剪切角减小,分形维数递增,块度分布变多,破碎度升高;煤样在受拉时,分形维数最小,块度分布最少,破碎度最低。     

钻井液对高煤阶煤岩力学性质的影响研究

水平井是实现煤层气高效开发的重要方式,但井眼垮塌制约了水平井的推广应用,而钻井液对煤岩性质力学参数的影响是水平井发生垮塌的重要原因。通过煤岩样品单轴压缩试验和三轴压缩试验,研究了钻井液对煤岩抗压强度、弹性模量和变形特征的影响,并探讨了其对水平井井眼稳定性的影响。结果表明煤岩裂缝、孔隙中赋存的伊利石、高岭石等强水敏性矿物是钻井液对煤岩力学参数造成影响的主要原因;钻井液浸泡导致煤岩抗压强度和弹性模量降低,且降低程度随浸泡时间延长而增加,钻井液浸泡是水平井井眼垮塌的重要因素;煤岩抗压强度随围压降低而降低,且浸泡后降低幅度增加,说明储层压力越低,井壁越容易坍塌,而钻井液则加剧了这一过程;钻井液浸泡后煤岩塑性变形段明显增加,峰值后应力缓慢下降,具有明显的塑性特征,加剧了井眼变形垮塌。     

深部地应力环境对砂岩力学性质的影响

深部岩体所处的特殊地质环境及地应力场的复杂性对岩体的力学性质有重要影响。山东万福煤矿位于鲁西南成武县和巨野县交界处,煤田上覆土层厚度高达700 m。在该矿区采用水压致裂法对深部地应力进行了测量,获得了矿区较为准确的地应力状态和分布规律。在此基础上,结合万福矿区地下900 m以下砂岩所处的地压环境,采用三轴岩石力学测试系统研究深部地应力条件对不同砂岩力学性质的影响,建立砂岩力学性质与深部地应力之间的相关关系。结果表明,砂岩的刚度和强度随围压的增大而增大;同时,在高围压情况下,砂岩由低围压条件下的剪切破裂转变为塑性流动破坏。     

温度梯度对花岗岩力学性质影响的试验研究

在常温～250℃条件下对花岗岩进行单轴压缩试验研究。详细分析在高温以及存在温度梯度条件下花岗岩的应力—应变曲线、峰值应力、峰值应变以及弹性模量的变化特征。结果表明:在高温条件下,岩石的峰值应力与弹性模量在17～100℃时随温度的升高而增大,在100～250℃时随温度的升高而减小;岩石的峰值应变随温度的升高而增大。在存在温度梯度的条件下,随着温度梯度的增大,岩石的峰值应力以及切线模量均呈现出先减小后增加;而岩石的峰值应变在100℃时呈现出先减小后增加,在150～250℃时呈现出先增加后减小。     

改性聚丙烯纤维对混凝土力学性质的影响

采用实验室测试的方法研究改性聚丙烯纤维对混凝土力学性质的影响。主要得到以下结论:①改性聚丙烯(粗)纤维随着纤维掺量(0.4%~0.8%)的增加,混凝土的强度和韧性都得到提高,但是当掺量超过0.8%后,抗折强度反而出现负增长。②改性聚丙烯(粗)纤维的掺量达到0.8%时,纤维混凝土抗折强度是素混凝土的1.304倍;改性聚丙烯(粗)纤维直径比普通聚丙烯单丝增大了10倍以上,弹性模量提高了70%,试验证明纤维在混凝土中起到了微筋材的作用产生有效的增强效果,但纤维掺量不宜过大,过大反而会使强度降低。③混凝土韧性随着纤维掺量(0.4%~1.0%)的增大而增加,当体积掺量达到1.0%时,弯曲韧度指数η_(m30)达到最大,是素混凝土的9.9倍。     

黏土压实度对铀尾矿覆盖降氡的影响

介绍退役铀尾矿(废矿渣)覆盖黏土的施工过程及压实度的控制方法,从理论上分析黏土压实度与降氡效率的关系,用现场实测数据对理论计算值进行了检验。