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文檔簡介
1、我國西部富煤區(qū)域的煤層頂、底板多以弱膠結(jié)巖層為主,煤炭資源高強度開發(fā)過程中產(chǎn)生了一系列嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境損傷問題,而目前對弱膠結(jié)巖石性質(zhì)的研究尚不能滿足高強度開采下地質(zhì)災(zāi)害防治和環(huán)境保護的需要。認(rèn)清弱膠結(jié)巖石的力學(xué)性質(zhì)及變形破壞機理,對于遏制地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生、降低環(huán)境損傷具有一定的理論指導(dǎo)意義。
本文選取弱膠結(jié)砂巖這類典型的弱膠結(jié)巖石為研究對象,采用試驗研究、理論分析及數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對其在單軸壓縮下的力學(xué)及聲發(fā)射特性進行分
2、析。論文的主要研究工作及主要結(jié)論如下:
(1)在確定砂巖礦物成分及膠結(jié)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,對鈣泥質(zhì)細砂巖、泥質(zhì)中砂巖兩種弱膠結(jié)砂巖進行單軸壓縮試驗,對比分析其變形及破壞特征。鈣泥質(zhì)細砂巖單軸抗壓強度及彈性模量較高,破壞前無明顯塑性變形,有沖擊傾向性,以劈裂破壞為主;泥質(zhì)中砂巖的單軸抗壓強度及彈性模量較小,破壞前有較明顯的塑性變形,無沖擊傾向性,以單斜面剪切破壞為主。
(2)應(yīng)用雙應(yīng)變胡克模型較好地描述了弱膠結(jié)砂巖單軸壓縮下
3、的力學(xué)響應(yīng),弱膠結(jié)砂巖明顯的壓密階段可歸結(jié)為巖石內(nèi)部原生孔隙、微裂隙等“軟體”在低應(yīng)力水平下的非線性變形。
(3)通過對比研究兩種弱膠結(jié)砂巖破裂過程的聲發(fā)射規(guī)律及損傷演化過程發(fā)現(xiàn),兩種弱膠結(jié)砂巖破壞前均出現(xiàn)聲發(fā)射突變現(xiàn)象,聲發(fā)射突變點可作為判定其破壞的前兆;與鈣泥質(zhì)細砂巖相比,泥質(zhì)中砂巖的損傷主要發(fā)生在裂紋穩(wěn)定擴展階段,其聲發(fā)射在巖石破壞前體現(xiàn)漸進積累的過程,解釋了泥質(zhì)中砂巖破壞前較明顯的塑性變形。
(4)建立以平行
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