新莊煤礦白堊系砂巖凍結(jié)狀態(tài)下物理力學(xué)特性試驗研究.pdf

1、近年來，隨著我國煤炭開采不斷向西部、向深井發(fā)展，在陜西、甘肅、內(nèi)蒙古及新疆等西部地區(qū)已掀起礦井建設(shè)的新高潮。而這些地區(qū)煤田覆蓋著大量的白堊系地層，其具有富含水、低強度、弱膠結(jié)、遇水泥化等特點，凍結(jié)法因在含水地層中的支護范圍和支護深度上的獨特優(yōu)勢，已成為井筒穿越深厚富水基巖最有效的施工方法之一。進行凍結(jié)白堊系地層砂巖的物理力學(xué)特性研究，可為西部礦井凍結(jié)設(shè)計和穩(wěn)定性研究提供基礎(chǔ)參數(shù)，也對豐富我國巖土力學(xué)的基礎(chǔ)理論起到積極作用。
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2、文以華能甘肅新莊煤礦風(fēng)立井凍結(jié)工程為背景，對井筒穿越的代表性白堊系富水地層巖石的物理力學(xué)特性進行研究。論文首先分析了西部白堊系地層特征、地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)等特性，采用掃描電鏡（SEM）觀察了白堊系砂巖的微觀結(jié)構(gòu)特征，試驗研究了砂巖的物理參數(shù)及變化，從宏微觀角度系統(tǒng)分析了白堊系巖層的特殊性；深入研究了不同含水狀態(tài)、不同低溫條件下兩種砂巖的導(dǎo)熱系數(shù)等熱物理性質(zhì)，探討了白堊系砂巖熱物性的影響因素及規(guī)律；對不同低溫下白堊系砂巖的單軸強度特性，不

3、同低溫、不同圍壓下的三軸強度特性進行了系統(tǒng)研究，得到凍結(jié)白堊系砂巖單軸、三軸抗壓強度與溫度的關(guān)系表達式；全面分析了凍結(jié)白堊系砂巖的全應(yīng)力-應(yīng)變曲線及軸向、體積應(yīng)變等變形規(guī)律，重點探討了巖石的彈性模量、泊松比與溫度的相關(guān)性，最后分析了白堊系砂巖的變形破壞過程和破壞形式。
　　試驗結(jié)果表明，白堊系砂巖具有含水豐富、孔隙度高、泥質(zhì)膠結(jié)及遇水軟（泥）化等特點；不同含水、不同低溫下，兩種白堊系砂巖的熱物性變化差異性較大；飽和巖石的單軸抗壓強