膠乳水泥作為相似材料模擬軟巖蠕變的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著地下淺部資源的逐漸減少枯竭和人類對地下開采強(qiáng)度的不斷增大，地下開采開始趨向于深部開采。深部巖體處于復(fù)雜力學(xué)環(huán)境中，其開采導(dǎo)致了一系列的安全問題，比如巖層移動(dòng)、支架破壞、巖爆等等。因此，研究深部開采過程中的軟巖力學(xué)問題具有重要的意義。對軟巖在一定環(huán)境下的蠕變規(guī)律進(jìn)行研究，對于深部開采支護(hù)的設(shè)計(jì)和維護(hù)有重要意義。
　　采用膠乳水泥作為相似材料模擬軟巖的物理力學(xué)特性，特別是模擬軟巖蠕變實(shí)驗(yàn)，是一種非常有效的的手段。深層軟巖的力學(xué)特性

2、受深層巖體環(huán)境的影響，很難應(yīng)用實(shí)際材料進(jìn)行模擬，而應(yīng)用膠乳水泥作為相似材料模擬深部軟巖，相對比較容易。該相似材料模型實(shí)驗(yàn)分析與有限元數(shù)值分析方法對比。探索深層軟巖的蠕變特性和流變速率，為地下工程給予指導(dǎo)。通過對軟巖進(jìn)行單軸壓縮蠕變實(shí)驗(yàn)，得出了軟巖彈性模量隨著配比的增大而減小，泊松比隨配比的增大而增大；軟巖蠕變值和蠕變速率隨配比的增大而增大的結(jié)論。
　　本文選用固含物37％的丁苯膠乳、編號45r的硅酸鹽水泥和直徑0.2mm左右的細(xì)砂

3、制備相似材料，水泥和細(xì)砂質(zhì)量比例固定，通過調(diào)節(jié)膠乳配比，制作不同配比的試件。對模擬材料的試件進(jìn)行單軸不斷加壓的蠕變實(shí)驗(yàn)，得到不同膠乳配比下加載全程蠕變一時(shí)間曲線，分析其曲線特征，與軟巖的蠕變時(shí)間曲線定性分析。
　　結(jié)合流變的基本力學(xué)模型，利用MATLAB對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與不同的軟巖模型擬合并且對比，得出了膠乳水泥的最佳元件組合力學(xué)模型，并用MATLAB對模型進(jìn)行不同配比下的擬合，得到了模型參數(shù)，與目標(biāo)軟巖的試驗(yàn)參數(shù)對比進(jìn)一步驗(yàn)證了實(shí)