含冰软弱面的冻结裂隙红砂岩的强度试验

为了研究冻结条件下西部地区裂隙岩体的力学性质,以西部中生代地层典型的红砂岩为试验对象,通过数码显微镜观察分析了红砂岩的颗粒、孔洞分布特征,并在-5~-15 ℃条件下,对无裂隙冻结红砂岩和裂隙倾角β为0°,15°,30°和45°的冻结裂隙红砂岩进行了单轴和三轴压缩试验。试验结果表明：冻结红砂岩和冻结裂隙红砂岩的强度都随围压的增加而线性增加。冻结裂隙红砂岩强度随着裂隙倾角的增加而非线性递减,在裂隙倾角大于30°后,强度降低的幅度不大。含冰软弱面的冻结裂隙红砂岩的强度和侧向变形主要受裂隙冰控制,因此工程中需要了解裂隙的角度分布特征。     

冻融作用下露天边坡岩石物理力学特性研究

通过模拟高寒地区自然条件,对牛苦头矿区露天边坡4种典型的岩石样本进行冻融循环试验,测定岩石的质量、强度变化特性,分析其外观特征、质量损失率及抗冻系数的变化。试验结果表明,岩样的质量在冻融状态下有较小降低,影响甚微;岩样在冻融初期其微观结构变化较大,冻融作用对岩石造成的损伤较大,而冻融后期其对岩石造成的损伤相对较有限。岩样在冻融作用后抗冻系数变低,矿区岩体抗冻性相对较强。试验结果为边坡稳定性研究提供基础数据,指导矿山以后的安全生产。     

冻结钙质粘土的强度试验研究

通过对冻结钙质粘土的波速测定,证实随着温度的降低波速增大;波速与试件的密度有关,密度越大,则波速越大.并通过对不同低温下冻结钙质粘土的单轴抗压强度试验,得出其单轴抗压强度和弹性模量随温度的降低而增大.     

岩石点荷载强度与单轴抗压强度关系研究

点荷载试验是一种在工程现场快速确定岩石单轴抗压强度的方法。自国际岩石力学协会建议采用以来,得到了广泛的研究和应用。点荷载强度指标和单轴抗压强度之间的变换关系式存在较大的不确定性,影响该关系的因素较多,例如修正系数、点荷载强度标准值等。以贵州紫金水银洞金矿多个采场顶板岩石的点荷载试验数据为基础,探讨了不规则点荷载强度指标IS和点荷载强度标准值IS(50)之间的修正系数F的变化情况,分析比较了目前常用的四种计算方法获得的点荷载强度标准值IS(50),并对点荷载强度标准值IS(50)与岩石单轴抗压强度σC进行曲线拟合和线性拟合比较,最后得到了该矿顶板的单轴抗压强度σC和点荷载强度标准值IS(50)之间的最佳关系式,这种拟合关系在该工程施工过程中得到了很好地运用,经实践证明这种关系式是可行的。     

冻结管常温和低温力学性能试验研究

随着井筒人工冻结法凿井深度的增加,用于输送盐水的冻结管断管事故时有发生。为了保证人工冻结法施工工程的安全,需要对冻结管及其接头部位在常温和低温条件下的力学特性开展试验研究。     

负温条件下红层物理力学性能试验研究

在负温条件下,对红层与粘土地层试样进行物理力学性能试验,结果表明,红层地层冻结温度较低、导热系数大、冻胀率小,得出冻结红层单轴抗压强度与弹性模量变化特征,以及与冻结粘土的不同点,为红层地层冻结法设计与施工提供依据.     

蒙陕矿区白垩系地层冻结壁厚度设计研究

针对目前蒙陕矿区白垩系地层冻结壁厚度设计中控制层深度随意确定、冻结壁力学模型任意选取等的混乱状况,通过对该矿区白垩系地层力学性质特点与20多个相关井筒案例的分析与研究,提出了该矿区白垩系地层冻结壁厚度设计原则:计算冻结壁厚度的控制层应为白垩系底部岩层,冻结壁力学模型应选用无限长弹塑性厚壁圆筒,冻结壁荷载应为静水压力。并根据此原则,对该矿区已施工的21个冻结井筒进行了验算。结果表明:作者提出的蒙陕矿区冻结壁厚度设计原则,适用于该矿区白垩系地层冻结壁厚度设计。该设计原则对西部地区类似地层冻结壁厚度设计具有指导意义。     

软岩冻结壁力学性能的试验研究

冻结壁是冻结法凿井中的临时支护结构,在冻结工程中的作用是非常重要的[1].许多冻结工程都遇到了需要穿越深厚富水岩层的问题.但是,我国相关方面的理论研究与实践经验都比较欠缺.开展人工冻结软岩的实验研究、探讨软岩冻结壁的相关物理力学特性对井筒冻结设计具有重要的指导意义.     

大红山铜矿岩石物理力学性质试验研究

对大红山铜矿435中段矿岩的单轴抗拉强度、抗压强度、抗剪强度、泊松比、弹性模量、内摩擦角以及内聚力进行了室内试验研究。试验得出一系列岩石物理力学参数,为矿山下一步生产实践做好了准备。     

煤系地层岩石单轴抗压强度统计分析

为解决岩性、试验环境和物理环境等因素导致岩石单轴抗压强度测定过程中出现的随机性和模糊性问题,对淮南矿区11-2号煤层顶板岩石进行单轴压缩试验,获得了88组试验数据,以单轴抗压强度为因变量,弹性模量和天然密度为自变量,运用SPSSI9.0专业数理统计软件建立多元非线性回归模型,并运用该模型对淮南矿区13号煤层顶板岩石单轴抗压强度进行预测.结果表明:多元线性回归模型能够较好地预测岩石的单轴抗压强度,为煤系地层有关工程设计及试验估算岩石单轴抗压强度提供参考.     

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。     

类岩石锚固体单轴抗压强度与声波波速的相关性

类岩石锚固体声波波速与其强度特性的研究较少,针对类岩石锚固体试样制作的特殊性,结合室内单轴压缩试验,利用声波测试技术分析类岩石锚固体单轴抗压强度与声波波速的关系特点.无论标准试样有无锚固或相似原料配比变化,纵波波速增大,单轴抗压强度也相应随着增大.锚杆轴向布置和横向布置均能提高试样的单轴抗压强度,但提高的幅度很相近,这可以通过两种加锚方向的试样纵波波速变化不大来反映.对比类岩石锚固体试样单轴抗压强度随试样密度和纵波波速的变化关系,纵波波速的影响更显著.     

Experimental study on dimension-form effect for compressive strength of coal

The uniaxial compression tests of cylinder standard specimens and different dimension cube specimens of No.13 coal seam of Jianxin Colliery were carried out using MTS, and the basic mechanics parameters of Jianxin Colliery 13 coal were studied. The dimension-form effect of uniaxial compression strength was analyzed. The exponent formula σc=6.928＋130.269 8 exp（-0.105 95D）of dimension effect was fitted. While the side length of specimen reaches 80 mm, its unaxial strength tends to a stable value which is called to be the strength of coal mass. Studies indicates that since the cube specimen suffered more shake than the cylinder one during machining and processing and the stress is centralized at four corners of cube during compressive experiment, the coal strength of standard cylinder specimen is higher than that of cube one.     

酸性条件下岩石力学特性试验研究

为了研究硫酸溶液对石灰岩细观结构以及宏观力学性质的变化影响,采用室内试验研究方法,对受酸腐蚀后的石灰岩进行波速测试试验和单轴压缩试验.试验结果表明:硫酸溶液中石灰岩水化作用以化学腐蚀为主,生成的CaSO4晶体部分会附着在试样表面;各组试样的纵波波速、单轴压缩强度以及弹性模量均随时间呈现下降—上升—下降的规律,而生成的C...     

基于数字钻探和机器学习预测岩体单轴抗压强度的方法

以岩体的单轴抗压强度为研究对象,采用传统数字钻探技术所建立的模型在低抗压强度阶段拟合优度不高。在传统模型的基础上引入钻压指数α、疲劳破碎阶段和表面破碎阶段总时间tp以及钻进系统旋转破碎单位体积能耗μp构建新模型,对岩体单轴抗压强度进行拟合。研究表明,在岩体质量较差的情况下,实际岩体单轴抗压强度与预测的岩体单轴抗压强度的拟合优度R2为0.7034,新模型的拟合优度R2为0.8807,对比表明在岩体单轴抗压强度低的情况下,新条件下的关系模型优于原关系模型。     

干热岩储层高温条件下岩石力学特性研究

为了更准确掌握高温条件下干热岩储层的岩石力学性质,进一步指导干热岩钻井施工,通过室内试验进行了实时高温条件下的巴西劈裂试验、剪切试验、单轴压缩试验。单一试验采用同一钻孔同一深度采取的岩样,通过高低温箱控制器设置温度和恒温时间,以恒位移速率0.1 mm/min对试样进行加载,减少岩石宏观力学性质的离散性和试验过程偏差对试验结果的不利影响。试验样品为山东省文登—荣成—威海地区LGZK1井采取的二长花岗岩,通过获得试样破坏时的最大荷载值和变形数据,计算其抗拉强度、抗剪强度、抗压强度、弹性模量等力学性质参数,分析实时高温条件下岩石内部破坏机理和岩石强度差异。研究结果表明,在200 ℃以内,花岗岩的抗剪强度和单轴抗压强度升高、抗拉强度降低;随着温度的进一步升高,花岗岩的抗剪强度和单轴抗压强度降低,而抗拉强度持续降低;储层岩体温度和应力的升高,将使岩石的硬度增加、塑性增强。这些认识可为高热流花岗岩岩石力学性质的进一步研究提供基本参数,为高热流花岗岩型干热岩资源勘探开发过程中碎岩机具的选型、钻井工艺的选择、井壁稳定的控制等提供参考依据。     

重塑对人工冻结粘土力学参数影响试验研究

 采用自行研制的WDT-100型微机控制电液伺服冻土单轴试验机,通过与原状冻土的对比试验研究分析了重塑状态对人工冻结粘土单轴抗压强度和弹性模量的影响.结果表明,重塑土试样单轴抗压强度低于原状土试样,实践中可采用重塑土强度乘以1.2比例系数的方法来模拟无法直接得到的原状土强度;对于弹性模量,在温度高于-10℃时可采用重塑土切线模量乘以1.16比例系数的方法来模拟原状土弹性模量;当温度低于-10℃时,可采用重塑土割线模量直接模拟原状土弹性模量.