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(zhì)裂隙巖體長時變形問題，綜合運用現(xiàn)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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：
　　（1）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。
　　（2）水化作用對泥質(zhì)裂隙巖體微觀結構的改變主要表現(xiàn)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。
　　（3）水化作用對泥質(zhì)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(zhì)裂隙巖體某一孔徑范圍孔隙體積比例發(fā)生改變

3、；泥質(zhì)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。
　?。?）富水條件下，泥質(zhì)裂隙巖體的長時變形是由于泥質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(chǎn)生新的改變，進而促進泥質(zhì)裂隙巖體進一步水化；膨脹、溶蝕、泥化效應致使泥質(zhì)裂隙巖體微觀結構發(fā)