顧橋礦凍結粘土本構關系實驗研究.pdf

1、凍土作為一種特殊建筑材料，其物理力學性質的研究已經(jīng)在國內外深入開展，其中最重要的是其蠕變本構關系的建立和長期抗壓強度的確定。本文以顧橋煤礦為例，闡述凍結粘土本構關系和長期抗壓強度的實驗研究。
　　顧橋煤礦表土段均擬采用凍結法施工，為了給井筒凍結設計和施工提供凍土的土工基本參數(shù)和力學模型——本構模型。受安徽省煤田地質局第一勘察隊的委托，安徽建筑大學對顧橋煤礦井筒檢查孔表土段部巖層的取樣，按照最新的煤炭行業(yè)部門頒布的標準，進行凍結黏土

2、物理力學性能進行室內試驗研究，推導凍土本構方程和長期強度公式。
　　本課題為實驗研究，現(xiàn)場取樣、機械和人工加工試樣,-5℃、-10℃、和-15℃三個溫度等級冷凍試樣以進行試驗。根據(jù)課題要求，我們首先進行土的常規(guī)實驗，測得凍土試樣的所需要的土工參數(shù)如下：液限、塑限、天然含水量、天然密度、比重、孔隙比等；其次進行凍土單軸壓縮實驗，測得凍土單軸抗壓強度、彈性模量和泊松比等基本變量；再次進行凍土三軸剪切試驗，測得到凍土破壞包絡線，推導凍土

3、瞬時破壞強度條件；第四步進行凍土單軸蠕變實驗，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)推導出凍土蠕變實驗本構模型和長期強度理論公式。
　　在大量實驗的基礎上得到如下結論：凍土單軸抗壓強度和土工參數(shù)之間的關系具有一定的規(guī)律性；從三軸剪切實驗得到凍土破壞包絡線來確定凍土瞬時破壞強度；從凍土單軸蠕變實驗數(shù)據(jù)，按照C.C.維亞洛夫推薦公式，找到凍土在簡單應力條件下的應力、應變、溫度和時間相互作用的本構方程和破壞應力隨時間降低的強度方程。幫助我們在顧橋礦凍結施工中，對