深部地下資源開采和空間利用,諸如煤炭和金屬礦物資源開采、地?zé)崮荛_采、核廢料地下處置和地下煤氣化等工程逐漸成為采礦和巖土工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。目前主要面臨的巨大挑戰(zhàn)來自于深部高地應(yīng)力、高溫環(huán)境以及不連續(xù)結(jié)構(gòu)面對巖石工程長期穩(wěn)定性以及滲透性的影響。因此,探究這些因素對巖石的長期力學(xué)行為的影響規(guī)律和內(nèi)在機(jī)制具有十分重要的理論價值和實(shí)踐意義,故而有必要開展高應(yīng)力、高溫和裂隙對巖石流變力學(xué)特性和滲透性影響的基礎(chǔ)研究。此外,基于試驗(yàn)規(guī)律的數(shù)值模擬和理論模型為預(yù)測巖石工程長期穩(wěn)定性提供了巨大便利。鑒于此,本文采用室內(nèi)試驗(yàn)研究、數(shù)值模擬和理論分析的手段對高溫作用后砂巖和含不同傾角初始裂隙砂巖的流變力學(xué)特性以及流變過程中滲透率的演化特征進(jìn)行了研究。建立了考慮溫度和裂隙傾角影響的非線性彈-粘-塑性流變損傷模型,基于孔隙度和應(yīng)力與滲透率的理論模型建立了流變-滲透率關(guān)系,最后基于試驗(yàn)結(jié)果對提出的理論模型進(jìn)行了驗(yàn)證。主要研究內(nèi)容和成果如下:(1)對不同高溫作用后的砂巖進(jìn)行了拉伸強(qiáng)度、斷裂韌度、單軸和三軸壓縮強(qiáng)度及滲透率測試試驗(yàn),分析了高溫對砂巖基本變形和強(qiáng)度參數(shù)以及破壞模式的影響規(guī)律并得到了定量關(guān)系,從微觀結(jié)...

【文章頁數(shù)】：205 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1我國2014年地?zé)豳Y源利用比例[6]

艽⒋?在地球內(nèi)部，在傳遞到地殼表面的過程形成地溫梯度，如果能在合理的地溫梯度內(nèi)將這些熱能提取出來用于人類各項(xiàng)能源活動，那么將為綠色能源利用提供了方向。根據(jù)地?zé)崮艿穆裆羁煞譃闇\層、水熱型和干熱型地?zé)豳Y源。根據(jù)2015年我國地質(zhì)調(diào)查局勘探報告，淺層地?zé)崮堋⑺疅嵝偷責(zé)崮芎?千至1萬米埋....

圖1-2巷道的流變破壞[40]

1緒論3生，因此災(zāi)害時常發(fā)生[1]。諸多工程實(shí)踐表明，地質(zhì)災(zāi)害和工程巖體圍巖失穩(wěn)與其蠕變特性息息相關(guān)。在工程建設(shè)完工后，初期呈現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)的圍巖隨著時間的發(fā)展逐漸變得越來越不穩(wěn)定，時效破壞特征顯著（如圖1-2）。硬巖是深部巖體的主要組成部分，在深部高地應(yīng)力作用下硬巖也會呈現(xiàn)明顯的流....

圖1-3時滯型巖爆破壞特征[25]

1緒論3生，因此災(zāi)害時常發(fā)生[1]。諸多工程實(shí)踐表明，地質(zhì)災(zāi)害和工程巖體圍巖失穩(wěn)與其蠕變特性息息相關(guān)。在工程建設(shè)完工后，初期呈現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)的圍巖隨著時間的發(fā)展逐漸變得越來越不穩(wěn)定，時效破壞特征顯著（如圖1-2）。硬巖是深部巖體的主要組成部分，在深部高地應(yīng)力作用下硬巖也會呈現(xiàn)明顯的流....

圖2-1試驗(yàn)用高溫爐及加溫方案圖

，地?zé)衢_采、深部核廢料地下處置和地下煤氣化等工程均涉及高溫對巖石力學(xué)行為的影響。綜上，在實(shí)驗(yàn)室可控的條件下為了研究上述問題，本章對砂巖進(jìn)行預(yù)制宏觀裂隙，并考慮高溫作用對其力學(xué)行為的影響。本研究所采用的巖石試樣為取自山東省日照市的紅砂巖。主要礦物成分為長石、石英、云母、赤鐵礦和黏土....

本文編號：4049170