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裂隙岩体应力—损伤—渗流耦合理论、试验及工程应用研究

裂隙岩体内部富含各种缺陷,包括微裂纹、孔隙以及节理裂隙等宏观非连续面,这些存在的缺陷不但大大地改变了岩体的力学性质,而且也严重影响着岩体的渗透特性,因而裂隙岩体具有复杂的力学特性和渗透特性。应力-损伤-渗流耦合是指裂隙中的渗流水压力加剧岩体裂隙的起裂、扩展、贯通,导致岩体中应力场和损伤场的改变;而岩体应力的改变和岩体裂隙的损伤扩展,又导致裂隙岩体渗透特性变化,进而改变渗流场的分布。本文重点研究了裂隙岩体的应力-损伤-渗流耦合过程,揭示了岩体裂隙在应力-损伤-渗流耦合状态下裂隙的起裂、扩展、贯通规律,探求了裂隙岩体在应力-损伤-渗流耦合状态下由于其裂隙的扩展贯通而导致破坏的机理,进而揭示了含水裂隙岩体失稳破坏的原因。该耦合理论在预防采矿工程中的矿井突水、水利水电工程中的大坝失稳破坏以及水下隧道工程突(涌)水等方面有着广泛的应用前景。本文结合国家重点基础研究发展973计划项目(2007CB209402:矿井突水的动力学特征及控制因素  (本文共197页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中国矿业大学学报》1960年10期
中国矿业大学学报

控制致裂岩体应力测试原理

控制致裂岩体应力测试原理万禧(淮南矿业学院建工系淮南市232001)摘要阐明了控制致裂岩体应力测试方法的实质和用控制致裂法测试岩体应力的依据。介绍了各种控制致裂测试钻孔布置原则及原岩应力的计算方法。讨论了控制致裂岩体应力测试中应该注意的问题。关键词岩体,应力,测试,控制致裂,原理中图分类号TD32控制致裂岩体应力测试法的实质是:通过沿三个方向成对布置的平行钻孔的控制致裂试验,建立各对平行测试钻孔的二次峰值压力(第二次破裂压力)与原岩应力之间的线性关系,从而确定最大主应力、最小主应力及主应力方向。本文提出用控制致裂法测试岩体应力主要基于如下原因:套筒致裂法仅适用于浅部围岩应力测试;水压致裂法虽然可用于深部岩体应力测试,但需确定人工裂隙的方位和倾角,而人工裂隙的发展又常受自然裂隙及岩体应力状态的制约;上述两种方法均需要在确定出关闭压力之后,最大主应力才能确定。鉴于以上所述,笔者感到,开发一种可定向致裂,不受自然裂隙及岩体应力状态制约...  (本文共6页) 阅读全文>>

《煤炭学报》1950年30期
煤炭学报

控制致裂岩体应力测试法的论证

控制致裂岩体应力测试法的论证万禧(淮南矿业学院)摘要控制致裂岩体应力测试法的实质是运用某种控制致裂技术将岩体分别沿2~3个预定方向致裂2次,再根据各次致裂试验的峰值压力(破裂压力)与原岩应力之间的既定关系求出最大主应力、最小主应力和它们的方向。随着具体条件的不同,致裂技术可以使用水压致裂、套筒致裂和压气致裂等技术。介绍了控制致裂的机理及各种情况下的岩体应力测试原理,给出了岩体应力的推算方法。关键词控制致裂的机理;岩体应力测试法;破裂压力提出控制致裂岩体应力测试法主要基于以下原因:套筒致裂法仅适用于巷道周边的岩体应力量测,而且测得的应力只代表测试钻孔横截面上的应力;水压致裂法虽能用于3维应力量测,但需精确地测出人工裂缝的方位和倾角,而人工裂缝的发展常受自然裂隙的控制。以上方法均需确定出关闭压力后,最大主应力才能被确定[1~3].因此,开发一种可定向致裂并兼有套筒致裂法及水压致裂法优点的岩体应力测试法是有必要的,受地下热能利用工程中...  (本文共4页) 阅读全文>>

《国外采矿技术快报》1987年32期
国外采矿技术快报

岩体应力状态的评价

采用分区的地质动力学方法能得到关于岩体应力状态的讯息。移动断裂是由已显露出来的断裂碎石带和断裂带之间的交接带构成的。交接带的破坏过程可能受采动影响而活化。例如,塔什塔戈尔矿、北乌扫劝戈铝土矿、特基布里矿等矿床。因而,断裂碎石带边界的岩石处于极限状态条件。所以,当评定作用于断块体系上的应力时可利用这种极限状态. 下面研究考虑移动断裂参数的这种可能性。建议以移动断裂赋存要素和两翼的相对位移特征作为原始资料,应用地质构造—物理学方法确定主应力作用方向。被恢复的应力场的等级将与被分析的断裂的等级相符合。利用广为应用的地质模型,可使在著名的O.H.ry。。H‘o方法中所得到结果的非单值性减少。在地质模型中允许沿任意取向的弱面移动。但是,关于位移矢量方向的必要的资料,对所有移动断裂不是都能顺利获得的。 因此,提出按位移矢量可能取向的有限扇形区的断裂资料和这种矢量取向不同类型断裂的资料确定主应力方向的方法。这个方法的图解法是绘制《禁区》范围,...  (本文共3页) 阅读全文>>

《煤炭学报》1987年03期
煤炭学报

环氧树脂三轴应变计与岩体应力量测

一、前言 环氧树脂三轴应变计*测量岩体三维应力,是将应变计本身作为不同于岩石的结构材料与岩石粘结成一个整体,应力解除时,岩芯原来在岩体内所受的载荷被卸除,岩芯的弹性恢复使应变计处于加载状态。这一方法的理论基础是含圆孔的无限大弹性体与其圆孔内另一种圆筒形材料在任意应力场中的弹性理论解〔1〕。 圆筒形环氧树脂三轴应变计量测应变的基本步骤如图1所示。需测量岩体内某点的应力状态时,首先钻取大直径孔接近待测点(图la),磨平孔底后,用小直径钻由孔底同心地向前钻进,穿过待测点(图lb),清洗孔壁,用粘结剂将应变计与钻孔岩壁粘结起来(图Ic)。待粘结剂固化后,用大直径取芯钻套取含应变计的厚壁筒状岩芯(图ld)。当完全切断岩芯与周围岩体的联系后,记录下的应变值为应变计的终值。利用应力解除前后各个应变差值、岩石与应变计材料的弹性常数和九何参数,可以计算出测点岩体的三维应力*。 曾先后研制了三种壁厚的应变计。第一种壁厚较大,只用其粘结在钢试块的中部...  (本文共8页) 阅读全文>>

《国外采矿技术快报》1987年25期
国外采矿技术快报

用液压破裂法测定三维原岩应力和开挖扰动应力

用液压破裂法测定岩体应力,具有不必套钻取芯,不受测量深度限制、不必测量岩体弹性常数等特点而优于其它方法。作者在室内试验的基础上创造了一种新测试方法,只要运用液压破裂法所测数据即可计算出不透水岩体的三维应力状态。 新的液压破裂三维岩体应力测定法 (l)室内试验试体为不透水的花岗岩立方体,边长400毫米。用扁千斤顶给试体施加三种不同组合的双向载荷。在试体中钻有不同角度的钻孔,孔径25毫米。在钻孔中用2个50毫米长的封隔器密封一段100毫米长的钻孔,对钻孔施加液压进行液压破裂试验。然后套孔钻取岩芯,并劈开岩芯检查产生的裂缝。通过检查,发现当主应力方向与钻孔轴斜交时,所产生的裂缝一通过封隔器便明显地改变方向,沿垂直于最小主应力的方向扩展。从而得到破坏裂隙的各种模式:模式a,为轴向裂隙;模式b,为垂直于最小主应力方向的裂隙;模式a‘和b,,为其他裂隙。孔轴在最小主应力p。和最大主应力p:方向所限定平面内为状态工;孔轴在p3和中间主应力p:...  (本文共3页) 阅读全文>>