預(yù)置裂隙試樣的力學(xué)參數(shù)及其滲流特性試驗(yàn)研究.pdf

1、近幾十年來,隨著我國經(jīng)濟(jì)大規(guī)模高速發(fā)展,對能源及資源的需求旺盛,導(dǎo)致國內(nèi)的礦產(chǎn)資源出現(xiàn)逐漸減少的趨勢。人們一直在尋求一切可開發(fā)利用資源尤其加大了地質(zhì)條件復(fù)雜礦產(chǎn)的開采。在水文地質(zhì)條件不清楚的情況下進(jìn)行開采,常常會導(dǎo)致礦井突水事件的發(fā)生。礦井突水一般是指礦井在正常生產(chǎn)中突然發(fā)生來勢兇猛的涌水現(xiàn)象。突水可能來自底板、頂板、老采區(qū)、老窯、地表等,形成礦井突水的基本條件是水源和導(dǎo)水通道的存在,是否發(fā)生突水則取決于采動影響下水源與工作面之間是否形

2、成貫通裂隙帶及其滲透系數(shù)超過產(chǎn)生突水的閥值。為了更好地弄清巖體中裂隙的力學(xué)性能及其滲流和突水之間的相互關(guān)系,開展不同類型的節(jié)理裂隙對巖體滲流規(guī)律的影響研究具有重大的意義。
　　 本文對預(yù)置裂隙的水泥砂漿試樣進(jìn)行了室內(nèi)力學(xué)與滲流試驗(yàn)研究,在分析總結(jié)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,根據(jù)斷裂力學(xué)理論推導(dǎo)了非貫通節(jié)理的起裂公式及試件在剪切載荷作用下滲流系數(shù)的變化規(guī)律。主要研究成果如下:
　　 (1)考慮不同結(jié)構(gòu)面對巖體強(qiáng)度的影響,通過試驗(yàn)

3、驗(yàn)證了不同傾角的預(yù)置節(jié)理與巖石剪切強(qiáng)度的關(guān)系。并以斷裂力學(xué)為基礎(chǔ),推導(dǎo)出了預(yù)置裂隙試樣在裂紋擴(kuò)展時(shí)的初始強(qiáng)度。
　　 (2)設(shè)計(jì)制作了多組含不同尺寸裂隙的試樣,并對每組試樣進(jìn)行了力學(xué)參數(shù)測試,得出了裂隙面與主應(yīng)力成一定角度時(shí),在不同連通率條件下初裂強(qiáng)度的變化規(guī)律。
　　 (3)以立方定律為基礎(chǔ),在假設(shè)裂隙表面為光滑表面的同時(shí),推導(dǎo)出軸向流情況下不穩(wěn)定滲流系數(shù)公式,為研究裂隙滲流特性奠定了基礎(chǔ)。
　　 (4)對不同