【摘 要】
：
为探究岩石在冻融条件下的微观结构损伤特性,对冻融前后的红砂岩进行核磁共振、电镜扫描、孔隙度和渗透率的测量试验,得到了红砂岩冻融前后的核磁共振T2谱分布、电镜扫描图像、有效孔隙度和渗透率变化情况.研究结果表明:红砂岩在冻融后,第一个峰的形态向左发生偏移,且第一个峰和第二个峰的面积之和占T2谱峰总面积比例增加,表明岩石在冻融条件下产生微裂隙;红砂岩的T2谱分布主要有3个峰,第三个峰的面积占T2谱峰总面积的1％以下,表明大孔隙很少,以微孔隙为主;电镜扫描图像表明冻融后的红砂岩内小孔隙和微裂隙数量增多,且孔径增大
【机 构】
：
重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆 400044;中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室,湖北武汉 430071
论文部分内容阅读
为探究岩石在冻融条件下的微观结构损伤特性,对冻融前后的红砂岩进行核磁共振、电镜扫描、孔隙度和渗透率的测量试验,得到了红砂岩冻融前后的核磁共振T2谱分布、电镜扫描图像、有效孔隙度和渗透率变化情况.研究结果表明:红砂岩在冻融后,第一个峰的形态向左发生偏移,且第一个峰和第二个峰的面积之和占T2谱峰总面积比例增加,表明岩石在冻融条件下产生微裂隙;红砂岩的T2谱分布主要有3个峰,第三个峰的面积占T2谱峰总面积的1％以下,表明大孔隙很少,以微孔隙为主;电镜扫描图像表明冻融后的红砂岩内小孔隙和微裂隙数量增多,且孔径增大.红砂岩在冻融后的饱水质量、有效孔隙度和渗透率均增加,岩石在冻融条件下产生新的微裂隙,为水分的迁移提供了空间条件.红砂岩的核磁共振、电镜扫描图像、有效孔隙度和渗透率测量结果可为研究岩石冻融损伤机理提供依据.
其他文献
金川集团龙首矿西二采区在由下向分层胶结充填法转为无底柱分段崩落法时,需要崩落或冒落大面积胶结充填体及上部覆岩为崩落法采场形成覆盖层.通过分析覆盖层形成技术,选择采用诱导冒落技术形成西二采区覆盖层,随后对胶结充填体及上覆岩层的可冒性进行了分析,并结合西二采区实际情况制定了具体的诱导冒落实施方案.在该技术方案实施过程中,采用微震监测、现场跟踪观测以及地表沉降监测等技术手段,对崩落法采场顶板的冒落过程进行了实时动态监测.监测结果表明,西二采区利用诱导冒落技术安全顺利地使采场顶板胶结充填体冒落形成了覆盖层,为西二
边坡的稳定性显著影响着矿山的生产安全.以贵州某磷矿采场边坡为背景,采用Midas GTS数值分析软件创建三维数值模型;通过3DMine构建三角网模型(DXF文件),并与Midas GTS数值分析软件结合,分析其空间几何拓扑;再将模型导入FLAC3D计算分析,并对比现场位移的在线监测结果,对边坡稳定性进行评价,反向验证了选取的岩体物理力学参数的合理性及分析结果的精准性.
塌落度是反映充填料浆流动性的重要指标,采用ASTM标准塌落度筒测试塌落度时尾砂用量较大,试验操作不够灵活,因此,研究开发了一种适用于膏体充填的微型圆柱塌落度筒,通过塌落度测试对比分析,给出了微型圆柱塌落度筒的高径比,建立了塌落度-屈服应力之间的关系模型,且用微型圆柱塌落度筒测试得到的塌落度通过数学模型计算屈服应力与流变仪测量所得屈服应力吻合.通过线性回归精度比较和误差分析,最终选出高100 mm、直径67 mm(高径比1.5∶1)的0.352 L圆柱形塌落度筒替代ASTM标准塌落度筒进行膏体流动性测试,工
针对山东某石膏矿采空区坍塌灾害,从有效阻断采空区大面积连锁式坍塌效应着手,基于系统观点和界壳理论,设计了采空区坍塌的梯级防控技术,加固单元内矿柱形成一级界壁结构,加固单元间隔离矿柱形成二级界壁结构,加固多单元间隔离矿柱形成三级界壁结构.并详细设计了单元内矿柱的锚杆加固技术,单元间隔离矿柱的锚杆-砌墙加固技术;设计锚索切顶技术形成弱面效应,有效阻断顶板破断运动趋势的传递效应.实测采空区上覆地表最大沉降量为5.1 cm,整体应用效果良好.
针对中关铁矿高泥尾砂充填骨料,开展了矿渣基胶凝材料试验研究.通过矿渣基胶凝材料胶结体强度试验,获得复合激发剂配比为熟料10％、脱硫石膏15％,矿渣基胶凝材料激发剂与矿渣微粉之比为1∶3.利用该新型胶凝材料,分别采用1∶4和1∶8两种胶砂比,进行尾砂胶结体强度验证试验.结果表明,胶砂比为1∶4的全尾砂胶结体28 d强度大于2.5 MPa,可满足中关铁矿一步骤采场的充填体强度的要求;胶砂比为1∶8的全尾砂胶结体强度大于1.5 MPa,可以满足二步骤矿柱采场的充填体强度要求.最后针对中关铁矿高泥尾砂,开展了不同
巷道围岩稳定性控制一直是煤矿高产、高效生产亟需解决的问题之一.以大柳塔煤矿52303工作面回风顺槽为工程背景,采用理论分析、数值模拟和工业性试验相结合的方法对巷道底鼓控制技术进行研究.研究结果表明,巷道底板强度低,力学性能差,“一掘二采”扰动影响大是造成52303工作面巷道底鼓的主要原因,确定了52303工作面巷道底鼓的类型属于遇水膨胀型底鼓+挤压流动型底鼓.结合底鼓机理和实践,提出了“注浆加固局部控制”的控制措施,工程实践表明,该方案可有效控制巷道底鼓,保证了巷道的稳定性,为类似采掘影响下的巷道底鼓问题
针对硬岩应力松弛特性及岩爆研究的不足,对具有岩爆倾向性的辉长岩开展了单轴压缩应力松弛岩爆试验,得出了两类应力松弛规律和岩爆演化过程,建立了应力松弛模型,定义了应力松弛损伤变量,分析了应力松弛岩爆过程与机理.结果 表明,应力松弛岩爆过程可分为两类:第一类经过迅速衰减、逐渐衰减和稳定3个演化阶段,此类可能发生轻微到中等的局部岩爆,且集中在衰减阶段出现,最终趋于稳定;第二类经过逐渐衰减、迅速衰减和丧失3个演化阶段,全过程均伴随有轻微到中等岩爆发生,最终发生强岩爆或整体爆裂.整个应力松弛岩爆经历了裂纹萌生、扩展、
无底柱分段崩落法广泛应用于国内地下铁矿山,具有开采效率高、成本低等优势,但矿石损失贫化大.通过多组进路宽度、边孔角放矿试验,从矿石贫化率、矿石回收率及结合放出体形态发育特征探究放矿指标变化原因.结果 表明:①随着进路宽度边孔角的增加,矿石回收率随之增大,边孔角每增加10°,矿石回收率平均增加约3.13个百分点;进路宽度每增加0.5m,矿石回收率增加约0.82个百分点,当进路宽度为5.5 m、边孔角为55°时,矿石回收率最高;②贫化率随着边孔角、进路宽度的增加呈先增加后减小的趋势,当进路宽度为4m,边孔角为
为了在满足充填强度的要求下降低充填成本,研制了一种廉价的新型胶凝材料,并采用单轴抗压强度试验,对比分析42.5#普通硅酸盐水泥和新型胶凝材料对尾砂固结特性的影响.试验结果表明:宝山矿尾砂属于超细尾砂,在灰砂比、料浆质量分数一定的条件下,新型胶凝材料充填体试块单轴抗压强度明显高于水泥充填体试块,其中养护龄期为7d时,新型胶凝材料充填体试块单轴抗压强度为水泥充填体试块的3～5倍.因此,采用新型胶凝材料作胶凝剂,更有利于尾砂的综合利用.
为研究煤层气间接压裂工程中煤岩界面稳定性问题,进行了干燥与水饱和下15°、30°和45°三种倾角无黏结自由界面煤岩组合体的三轴压缩试验和不同界面水压下30°倾角煤岩组合体的三轴压缩试验,揭示了界面倾角和水压对煤岩组合体力学特性的影响机理.结果表明:无黏结界面煤岩组合体强度随界面倾角增大而减小,水饱和状态下,倾角由15°增加到45°时,三轴抗压强度由36.91 MPa减小到7.84 MPa,降幅达80％,组合体破坏形式由15°时煤体的劈裂破坏,转变为30°和45°时界面的剪切滑移破坏;水饱和状态对煤岩组合体