富水條件下泥巖巷道長時(shí)變形失穩(wěn)機(jī)理研究.pdf

1、富水條件下泥巖巷道長時(shí)變形失穩(wěn)破壞已成為煤礦井巷安全控制亟需解決的問題之一。論文以蘆嶺煤礦﹣590西軌大巷變形破壞工程案例為背景，針對富水條件下泥質(zhì)裂隙巖體長時(shí)變形問題，綜合運(yùn)用現(xiàn)場測試、理論分析、實(shí)驗(yàn)研究等方法，分析了不同礦物組分巖樣水化過程中微觀結(jié)構(gòu)演變特征及泥質(zhì)裂隙巖體中水化作用與滲流－應(yīng)力耦合的相互影響機(jī)制，從微觀層面揭示了富水條件下泥質(zhì)裂隙巖體長時(shí)變形的力學(xué)機(jī)理；通過引入帶應(yīng)變觸發(fā)的非線性粘性元件，改進(jìn)已有流變模型，得到了適用

2、于富水條件下泥質(zhì)裂隙巖體長時(shí)變形的增量式本構(gòu)方程。取得了如下創(chuàng)新成果：
　　（1）巖石微觀結(jié)構(gòu)受其礦物組分、膠結(jié)狀況、粒徑分布、孔隙分布及細(xì)觀非均勻性等因素綜合影響。
　?。?）水化作用對泥質(zhì)裂隙巖體微觀結(jié)構(gòu)的改變主要表現(xiàn)為粘土礦物吸水發(fā)生膨脹、溶蝕和泥化效應(yīng)，改變程度與其孔隙結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。
　?。?）水化作用對泥質(zhì)裂隙巖體復(fù)雜孔隙結(jié)構(gòu)的改變趨勢因其礦物組分不同而異；浸水導(dǎo)致泥質(zhì)裂隙巖體某一孔徑范圍孔隙體積比例發(fā)生改變

3、；泥質(zhì)裂隙巖體滲透率K值同時(shí)受孔隙率n及孔徑分布狀況影響。
　?。?）富水條件下，泥質(zhì)裂隙巖體的長時(shí)變形是由于泥質(zhì)裂隙巖體的流變特性受到滲流－應(yīng)力耦合、水化作用以及二者相互影響的綜合作用所致。泥質(zhì)裂隙巖體的流變性是其長時(shí)變形的基礎(chǔ)；水化作用與滲流－應(yīng)力耦合相互關(guān)聯(lián)、促進(jìn)，水化作用依靠于泥質(zhì)裂隙巖體的孔隙結(jié)構(gòu)，又借助滲流－應(yīng)力耦合導(dǎo)致孔隙結(jié)構(gòu)產(chǎn)生新的改變，進(jìn)而促進(jìn)泥質(zhì)裂隙巖體進(jìn)一步水化；膨脹、溶蝕、泥化效應(yīng)致使泥質(zhì)裂隙巖體微觀結(jié)構(gòu)發(fā)