富水條件下泥巖巷道長時變形失穩(wěn)機理研究.pdf

1、富水條件下泥巖巷道長時變形失穩(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裂隙巖體長時變形問題，綜合運用現場測試、理論分析、實驗研究等方法，分析了不同礦物組分巖樣水化過程中微觀結構演變特征及泥質裂隙巖體中水化作用與滲流－應力耦合的相互影響機制，從微觀層面揭示了富水條件下泥質裂隙巖體長時變形的力學機理；通過引入帶應變觸發(fā)的非線性粘性元件，改進已有流變模型，得到了適用

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

3、；泥質裂隙巖體滲透率K值同時受孔隙率n及孔徑分布狀況影響。
　　（4）富水條件下，泥質裂隙巖體的長時變形是由于泥質裂隙巖體的流變特性受到滲流－應力耦合、水化作用以及二者相互影響的綜合作用所致。泥質裂隙巖體的流變性是其長時變形的基礎；水化作用與滲流－應力耦合相互關聯(lián)、促進，水化作用依靠于泥質裂隙巖體的孔隙結構，又借助滲流－應力耦合導致孔隙結構產生新的改變，進而促進泥質裂隙巖體進一步水化；膨脹、溶蝕、泥化效應致使泥質裂隙巖體微觀結構發(fā)