福建厦门地区花岗岩残积土物理力学参数统计分析

福建厦门地区广泛分布燕山期花岗岩,因长期的风化作用形成了一定厚度的花岗岩风化壳.近地表的残积土具有一定强度,是该区一般建筑物地基较好的天然地基持力层.探讨该区花岗岩残积土的物理力学性质的特征,对于工程建设具有现实意义.利用沈海高速公路(厦门段)工程地质勘察积累的岩土测试资料,根据统计分析原则,对厦门市同安区花岗岩残积土...     

蚀变花岗岩物理力学特性试验研究

为进一步分析蚀变花岗岩的稳定性,针对蚀变花岗岩的强度特性,选取矿山井下开挖现场的岩样测试了不同蚀变程度岩样的矿物成分、孔隙率、耐崩解性、点荷载强度等参数,进行了部分参数与蚀变花岗岩强度的相关性分析。结果表明,1#岩样较2#、3#岩样有更优良的物理力学性能;矿物成分中,石英和长石含量对1#岩样强度影响较大,绿泥石和蒙脱石含量对2#岩样强度影响较大;蚀变花岗岩强度随密度的增加呈线性增长;含水率、吸水率、孔隙率的增大会使强度降低,其值较小时,对蚀变花岗岩强度的影响较大;耐崩解系数的增大会使强度增强,其值较大时对强度影响较大。     

深部不同深度岩石脆延转化力学行为研究

岩石脆延转化力学行为规律是深部岩石力学研究的重要内容之一,同时也是影响深地工程安全高效实施的关键因素。为研究深部不同深度岩石脆延转化力学行为差异性规律,以松辽盆地1 000～6 400 m不同赋存深度的砂岩、砾岩和安山岩为研究对象,开展了同一深度岩石不同应力水平下、不同深度岩石同一应力水平下以及不同深度岩石原位应力水平下的常规三轴实验,并采用峰前和峰后脆性指标分析了岩石的脆性特征,初步揭示了深部不同深度岩石脆延转化力学行为的关键影响因素与差异性规律。研究结果表明:不同深度岩石脆延转化并非是瞬时的,而是存在一个脆延性逐渐转换的应力区间。同一深度岩石不同应力水平下其脆延特征主要受围压影响。对于1 600 m深砂岩,其脆性整体上随着围压的增大而减小,出现了从脆性—延性—应变硬化的转变,并且其峰后塑性逐渐增强,直到峰后呈现完全塑性。50～70 MPa应力水平范围为1 600 m深砂岩的脆延转化区间;相同围压下不同深度岩石的脆延特征主要受其本身矿物组分的影响。对于松辽盆地岩石样品,其硬相矿物和中等相矿物的含量总体上随着深度的增加而增大,导致其脆性随深度的增加而增大,由浅至深表现出延性—脆延转化—...     

淮南矿区11煤顶板砂岩强度参数分布特征研究

为研究矿区深部沉积岩强度参数与埋深的相关关系,本文通过现场采集淮南矿区6个主要矿井11煤同一顶板砂岩试样,获取了埋深在430～900 m范围内共计16种不同深度的106组砂岩试样,在此基础上,开展了巴西劈裂试验、单轴压缩试验和三轴压缩试验,分析了不同埋深试样强度参数,并结合三轴压缩试验数据,获取了试样粘聚力及内摩擦角与...     

武汉经济技术开发区老粘土基本物理力学参数统计分析

利用武汉经济技术开发区岩土工程勘察积累的岩土测试资料,根据统计分析原则,对本区主要土层的有关物理力学参数进行统计分析,对数据的可信度作出评估.     

云锡松矿10-6矿体试验采场围岩物理力学参数研究

岩石（体）的物理参数和力学参数具有随机性和变异性的特点,当前对岩石（体）参数的研究主要是通过室内实验结合经验而确定的。在大量室内试验基础上,基于对工程岩石（体）参数概率分布规律的分析,研究了云锡松矿10-6矿体试验采场大理岩物理、力学参数的统计特征,研究表明：试验采场大理岩的物理、力学性质参数具有随机性和变异性,实验数据具有明显的统计规律性,因此,可以采用各参数概率分布规律确定试验采场较为合理的岩石（体）物理、力学参数,为确定合理的开采方式提供依据。     

非标准岩样岩石力学参数试验研究

通过对非标准岩样的室内试验来获取岩石力学参数是试验研究中必须处理的技术问题。对某矿4种不同岩石的非标准岩样进行单轴抗压实验和巴西劈裂实验,分析了岩样的强度分布特点,考虑尺寸效应和形状效应,对岩石强度试验结果进行了修正,获得了岩石的单轴抗压、抗拉强度、弹性模量、帕松比、粘聚力和内摩擦角等力学参数,并对所得参数进行了分析。所得力学参数为该矿山的岩石力学和地压研究提供了基础资料。     

高压脉冲作用下岩石的击穿特性与物理力学参数关系试验研究

高压脉冲提供了一种非常具有应用前景的新型破岩技术。为了研究高压脉冲作用下岩石的击穿破裂特性,并掌握击穿场强与物理力学参数之间的关系,开展了不同岩性岩石的电击穿试验。借助扫描电子显微镜分析了高压脉冲击穿后岩石的微观破裂机制,比较了不同岩性岩石在刚好击穿时的破裂模式,研究了岩石物理力学参数对击穿场强的影响。微观分析结果表明:等离子体通道附近区域呈现高温灼烧特征,晶粒表面光滑且出现孔洞;冲击波作用下裂纹区主要为沿晶断裂和穿晶断裂;过渡区则表现出高温和冲击波共同作用的特征。此外,岩石的击穿场强与密度、波速、弹性模量之间的相关性较弱;而与抗压强度及抗拉强度之间具备一定的量化关系,击穿场强随着抗压强度和抗拉强度的增大呈指数型增长。     

不同赋存深度煤的物性特征

浅部矿产资源日益枯竭,深部地下开采将成为常态。因此,对不同赋存深度,尤其是超千米深煤岩开展系统研究具有重要的工程意义。现有研究大多通过改变围压、温度等条件来模拟岩体所处的外在环境,并未采用真实赋存深度样品开展研究,同时忽略了原位岩体初始结构、物质组成和性质的差异。对取自平顶山矿区已组煤层300,600,700,850和1 050 m五个不同深度的煤岩开展系统试验,研究不同赋存深度煤岩成分、细观结构、瓦斯吸附及声学特性。测试结果表明:随着赋存深度增加,煤的组成和结构发生改变,变质程度增大,结构更为致密,瓦斯吸附能力增强,超声波在其内传播发生散射和折射的几率减少,损耗能量降低,纵波波速增大。该成果可为后续开展不同赋存深度煤岩宏观力学特性相关研究提供借鉴。     

利用声波测井计算岩石的力学参数

介绍了岩石力学参数的测量方法及岩石动、静弹性参数相关关系，最后用实际声波测井资料来分析计算岩石的力学参数。     

煤炭深部开采与极限开采深度的研究与思考

从分析开采深度的增加导致一系列工程灾害如岩爆、煤与瓦斯突出、顶板垮落、底板突水等日益严重的特点入手,阐述了国内外关于深部、浅部差异的量化界线。进一步针对煤炭科学开采对资源储量和开采技术发展水平的要求,从工作面环境温度、巷道变形控制以及采动岩体能量聚集灾变等方面,论述了极限开采深度的概念,给出了极限深度范围。     

深部岩巷爆破机理分析和爆破参数设计

分析了深部岩巷端部的高应力分布特征和爆破应力场的分布规律，采用数值计算和模型试验的手段对预加应力条件下的岩巷爆破作用机理进行了探讨.研究结果表明，深部岩石的水平应力大于垂直应力，因而岩巷掘进时爆破应力场分布是不均匀的，爆破裂纹的扩展具有方向性，优先朝应力小的方向扩展；深部岩巷的炮孔周围夹制作用增强，岩石强度增加.提出了适用于深部高应力岩巷掘进的爆破参数设计方法，使深部岩巷爆破效果得到改善.     

抚顺煤田深部开采临界深度的定量判别

以抚顺煤田为工程背景,通过采动微震和瓦斯的现场观测与分析,得到深部开采临界深度是采动岩体的动力响应由线性转为非线性深度的认识。提出用采动岩体的视本构关系、采动微震的分形几何学特征和在浅部未发生过的特殊动力现象定量判断采动岩体力学行为的方法。结果表明,上述3项指标均指示700 m左右的深度是该煤田采动岩体力学行为发生非线性动力响应的临界深度。     

建筑物下安全开采深度的观测试验研究

本文从安全开采深度的概念出发,通过对地表移动观测站试验分析,说明建筑物下开采时存在安全开采深度,且对于不同的采矿地质条件,安全开采深度均存在,但安全开采深度值不同,解决三下采煤特别是建筑物下采煤的安全开采问题提供技术依据。     

顺层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度及注浆参数研究

为提高顺层瓦斯抽采钻孔封孔效果,以贵州五轮山煤矿8^#煤层地质条件为工程背景,开展合理的封孔深度及注浆参数研究。通过分析钻孔漏气影响因素,将钻孔漏气形式分为巷道裂隙带漏气、钻孔裂隙带漏气、孔壁边缘漏气、封孔段材料漏气4类。采用理论分析、数值模拟及现场试验的方法,对巷道及钻孔周围应力分布规律开展研究,确定合理封孔深度为15 m,合理注浆扩散半径为0.40～0.50 m。研发了新型封孔材料,其抗压强度提升了20 MPa、膨胀率增加了20%、黏度降低了23%、终凝时间缩短了5 h。基于注浆柱面扩散理论,确定合理注浆压力为1.5 MPa,合理注浆量为0.3 m³。在1811工作面运输巷道布置16个顺层瓦斯抽采钻孔,开展4组不同封孔参数条件下的工业性试验,结果表明：在封孔深度为15 m、注浆压力为1.5 MPa、注浆量为0.3 m³条件下封孔效果较好、经济性较优,钻孔日平均抽采瓦斯浓度提升30%。     

不同埋深条件下深部巷道变形特征分析

针对深部巷道围岩支护难、变形大等特点,理论分析了深部巷道围岩变形破坏特征、围岩力学特性以及应变软化理论。数值模拟分析了不同埋深条件下沿帮部路径的应力水平、顶板应力差峰值和所处围岩深度关系、深部巷道塑性区和残余区变化规律以及巷道埋深和位移的关系。研究为深部巷道支护参数设计提供了理论基础。     

花岗岩冲击力学特性及损伤演化模型

使用分离式霍普金森压杆(SHPB)对花岗岩进行不同应力波波长(0.8~2.0 m)和不同应变率(20~120 s-1)组合下的冲击试验,对其动态力学特性和损伤演化规律进行了研究。试验得出:花岗岩的动态抗压强度与应变率呈线性正相关,动态抗压强度因子与应变率的自然对数呈线性正相关;峰值应变与应变率呈线性正相关,且波长的增加使峰值应变水平整体抬升。通过多次冲击试验得出:在同一波长下,花岗岩的累积损伤随着应变率的增长呈指数型递增形式;当保持应变率范围不变的情况下,增大应力波波长,花岗岩的损伤累积效应加剧,依然呈指数型递增形式;在多次冲击作用下,花岗岩损伤整体发展趋势相似,但增长速率加快;并由此建立以指数函数为基础的损伤演化模型,确定出模型中参数物理意义,该模型能够同时能反映应力波参数和冲击次数影响。通过验证表明模型的合理性及参数物理意义的正确性。     

金山店铁矿充填法试验采场岩体力学参数的确定

矿岩自稳条件是制约阶段嗣后充填法采用以及实施效率的重要因素,其中,局部矿岩接触破碎带的稳定性严重影响着采场的整体稳定性。以金山店铁矿西区充填法试验矿块为工程背景,以室内岩石力学试验为基础,综合GSI围岩分级系统、Hoek-Brown强度准则、Georgi法与费森科法,对室内岩石力学参数进行折减,更加合理地确定岩体力学参数,为采场稳定性分析与支护设计提供岩石力学的支持。     

各向异性地层深度域速度建模

提出了一种新的方法来更新纵波和转换波的深度域速度模型。该方法基于矢量波波场延拓的弹性波叠前深度偏移得到的共成像点的剩余曲率分析(RCA)。在共成像点道集上进行速度更新,并将偏移速度与真实速度的差异参数化,通过拾取能量团的方式估计真实速度。同样的方法也可用于更新各向异性参数。推导了成像深度与各向异性参数关系的方程,并利用模型各向异性和真各向异性的相关参数更新了横向各向同性介质（VTI）的各向异性参数。在实际应用中,采用分层剥离法逐层更新速度,通过剩余时差反演各向异性参数。利用合成地震资料和实际工区模型资料进行验证,验证了偏移速度更新方法和各向异性参数分析方法的可行性和准确性。