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不同加卸载路径下岩石卸荷劣化特征及机制研究 被引量：3
1
作者 张风达 张玉军 于秋鸽 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期117-127,共11页
为研究深部煤层底板卸荷劣化破坏机理,开展了轴压不变卸围压、加轴压卸围压、卸轴压卸围压不同加卸载应力路径下的假三轴力学试验,分析并拟合了不同应力路径下岩石弹性模量、广义泊松比与围压的变化关系;构建了岩石断裂力学模型,分析了... 为研究深部煤层底板卸荷劣化破坏机理,开展了轴压不变卸围压、加轴压卸围压、卸轴压卸围压不同加卸载应力路径下的假三轴力学试验,分析并拟合了不同应力路径下岩石弹性模量、广义泊松比与围压的变化关系;构建了岩石断裂力学模型,分析了不同加卸载路径下,分支裂纹端部应力集中程度;从偏应力、能量、声发射事件等方面剖析了卸荷过程中岩石力学参数劣化机制。研究表明:①不同轴压加载方式下岩样的弹性模量劣化程度和泊松比变化幅度依次为加轴压>轴压保持不变>卸轴压;相同轴压不同围压卸载速率下,岩样的弹性模量劣化程度和泊松比变化幅度与卸荷速率呈正相关变化。②围压卸荷过程中,轴向加载或保持不变的应力路径相比于轴向卸载的应力路径,岩石积聚的能量增长幅度较大;在围压卸载至一定程度时,内部闭合的微裂隙和原生裂隙重新被打开,用于裂纹扩展的能量迅速增加,泊松比和弹性模量变化比例明显增大,声发射事件振铃数呈现出非线性增长的特点。③不同加卸载路径下,偏应力是诱发岩石失稳破坏的根本原因,偏应力增长越快,岩石弹性模量劣化程度和泊松比变化程度越明显。工作面附近处于压剪破坏区偏应力相对较大,岩体劣化程度相对较为严重,这与工作面底板突水事故多发生在工作面附近相一致。 展开更多
关键词 岩石力学 断裂力学 加卸载 卸荷点 深部底板 卸荷劣化
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深部对拉工作面采动底板变形破坏特征模拟 被引量：6
2
作者 牛建春 张金陵 +2 位作者 丁亚恒 王冰渡 朱术云 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2016年第3期182-186,共5页
为了探究深部对拉工作面采动煤层底板变形破坏特征,基于城郊煤矿二水平深部完整底板某典型对拉工作面地质和开采条件基础上,进行了地层岩组划分,建立了该工作面开采的工程地质模型。通过三维数值模拟详细分析了充分采动后该面底板不同... 为了探究深部对拉工作面采动煤层底板变形破坏特征,基于城郊煤矿二水平深部完整底板某典型对拉工作面地质和开采条件基础上,进行了地层岩组划分,建立了该工作面开采的工程地质模型。通过三维数值模拟详细分析了充分采动后该面底板不同深度最大竖直应力和塑性区的分布特征,发现了这2个重要参数在底板延深方向均具有较明显的分带性特征,在判断底板破坏深度方面具有较好的一致性,获得了该对拉工作面采动底板破坏深度在27 m左右。 展开更多
关键词 深部底板变形破坏 对拉工作面 竖直应力 塑性区 数值模拟
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深部底板灰岩水岩作用与微观机理的相关探讨 被引量：1
3
作者 宋永东 朱术云 +1 位作者 宋淑光 张牧 《矿业安全与环保》 北大核心 2013年第6期94-97,共4页
为了探讨济北矿区下组煤底板灰岩水岩作用及其微观机理,对山东岱庄煤矿深部底板灰岩进行了电导率试验研究,并通过荧光分析和电镜扫描对灰岩的微观机理进行相关探讨。研究结果表明:①通过对自来水和纯净水浸泡灰岩试样的电导率测试,发现... 为了探讨济北矿区下组煤底板灰岩水岩作用及其微观机理,对山东岱庄煤矿深部底板灰岩进行了电导率试验研究,并通过荧光分析和电镜扫描对灰岩的微观机理进行相关探讨。研究结果表明:①通过对自来水和纯净水浸泡灰岩试样的电导率测试,发现灰岩的溶解可分为快—慢—稳定3个阶段;自来水浸泡的溶液电导率随时间增加而减小,纯净水则相反。②荧光试验发现,自来水浸泡前后,灰岩各化学组成的质量分数并没有明显变化,灰岩中矿物主要以方解石(CaCO3)为主,占90%以上;含有少量石英(SiO2),而Na、K、Mg、Al等元素总的质量分数不到3%。③通过扫描电镜发现,自来水浸泡前的岩样微观结构较为致密,多呈团块状,断面较为光滑,有一定的规则性,孔隙发育较弱;浸泡后的岩样粒内溶孔发育,并有明显的溶蚀孔隙和缝隙,孔隙连通性良好,而且其结构较浸泡前疏松,呈碎屑状。 展开更多
关键词 水岩作用 深部底板灰岩 电导率 微观机理
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深部煤层底板岩层卸荷动态响应的变形破裂特征研究 被引量：8
4
作者 李家卓 谢广祥 +1 位作者 王磊 李杨 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期876-883,共8页
采用理论分析、数值模拟和现场实测综合研究方法,系统阐明了深部采场底板围岩三维应力场的空间分布特征和时间变化规律,揭示了深部采场底板围岩在多力学参量作用下的裂隙演化力学机制。研究表明,底板岩层卸压扰动应力场的重分布具有选择... 采用理论分析、数值模拟和现场实测综合研究方法,系统阐明了深部采场底板围岩三维应力场的空间分布特征和时间变化规律,揭示了深部采场底板围岩在多力学参量作用下的裂隙演化力学机制。研究表明,底板岩层卸压扰动应力场的重分布具有选择性,底板岩层3个方向的应力并非完全卸压,部分区域甚至存在水平应力集中。采场底板围岩中最大主应力的集中与方向的偏转,引起最大主偏应力大小和形态的变化,进而引起采场底板围岩原始裂纹的起裂与扩展。依据采场底板围岩最大主偏应力场的差异性,将煤层底板岩层划分为未受采动影响区、过渡区、最大主偏应力集中区和卸压膨胀区4个区域。与实测资料对比表明,充分采动前,采场底板围岩中最大主应力集中区以上,岩体由整体连续渐变为宏观断裂将经历3个阶段,分别为超前支承压力作用下的预先随机微破裂、最大主偏应力集中引起的裂纹稳定扩展、裂纹间突变协同效应引起的宏观拉伸破坏。研究成果为深部采场底板危险区块快速判定与主动调控提供了理论基础。 展开更多
关键词 深部煤层底板 扰动分区 裂隙演化 力学机制
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深部煤层底板砂岩水岩作用的微观差异性研究 被引量：4
5
作者 郭玉良 曹明超 +1 位作者 胡兵立 丁亚恒 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第8期111-113,共3页
为了探讨深部煤层底板砂岩与不同水样相互作用规律,以永煤城郊煤矿二水平底板深部太原组砂岩为研究对象,分别在蒸馏水、自来水和矿井水浸泡条件下进行了为期70 d的矿化度(TDS)连续测试的室内试验。研究结果为深部煤层底板砂岩岩层水岩... 为了探讨深部煤层底板砂岩与不同水样相互作用规律,以永煤城郊煤矿二水平底板深部太原组砂岩为研究对象,分别在蒸馏水、自来水和矿井水浸泡条件下进行了为期70 d的矿化度(TDS)连续测试的室内试验。研究结果为深部煤层底板砂岩岩层水岩作用和矿井防治水等问题提供了部分基础性参考依据。 展开更多
关键词 深部煤层底板砂岩 不同水岩作用 微观差异性
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基于综合主成分分析法的深部煤层底板采动损伤指数的主控指标 被引量：3
6
作者 曲立平 杨威 +1 位作者 孙明 郑文翔 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2013年第1期203-207,共5页
深部煤层底板采动损伤指数取决于采场底板的应力场、底板岩体的节理分布和应用的采煤方法。建立了深部煤层采动损伤指数控制指标体系,分析了各控制指标在损伤过程中的耦合作用。在此基础上,分析并建立综合主成分模型并筛选出深部煤层采... 深部煤层底板采动损伤指数取决于采场底板的应力场、底板岩体的节理分布和应用的采煤方法。建立了深部煤层采动损伤指数控制指标体系,分析了各控制指标在损伤过程中的耦合作用。在此基础上,分析并建立综合主成分模型并筛选出深部煤层采动损伤指数的13个主控指标。结果表明:应用综合主成分分析能将定性问题转化为定量问题,可以比较客观、准确地对类似复杂非线性问题进行分析。 展开更多
关键词 深部煤层底板 采动损伤指数 控制指标体系 综合主成分分析 主控指标
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