不同钻孔深度下应力扰动对泥岩力学特性的影响

论文摘要

针对巷道围岩强度测试中泥岩取芯率低、常忽略应力扰动影响和应力扰动分区困难的3个问题,开展了理论分析、现场实测、试验研究。为获得不同深度处泥岩强度,采用钻孔触探法进行原位测定。基于钻孔触探法边界面上受集中力模型,理论分析应力扰动程度与探针临界压力的关系,结合钻孔窥视、RQD、实验室矿物成分、单轴抗拉强度等分析手段,对比研究了不同钻孔深度下泥岩强度变化规律,并进行了应力扰动分区。结果表明:①探针在集中力作用下产生主动承载区、辐射剪切区、被动承载区,巷道浅部扰动程度较大,泥岩容易出现"拉-压"滑移破坏。当被动承载区处于巷道浅部位置时,滑移变得更为容易,探针临界压力较低,导致所测泥岩强度偏低;当被动承载区处于巷道深部位置时,泥岩处于"压-压"受力状态抑制滑移活动,探针压力增加,泥岩力学强度增加。②泥岩取芯率低的位置,一处为泥岩与砂质泥岩互层且胶结性较弱位置,另一处为黏土含量高且厚度较大位置。③采用强力短锚索技术,增加顶板支护强度,减少应力扰动程度,浅部泥岩力学强度增加了71%～76%。④随着距巷道表面深度的增加,现场所测抗压强度和实验室所测抗拉强度数据离散程度均减少,根据二者比值关系,划分了应力充分扰动区、部分扰动区、未扰动区。实验研究应力扰动对泥岩力学特征的影响,对于泥岩从实验室到现场强度换算具有重要参考意义。

论文目录

• 1 钻孔触探法原理
•   1.1 钻孔触探法设备及流程
•   1.2 钻孔触探法应力分布
• 2 现场测试
•   2.1 巷道位置及现场条件
•   2.2 钻孔窥视
•   2.3 RQD分析
•   2.4 围岩强度测试
• 3 实验室试验
•   3.1 矿物成分分析
•   3.2 强度分析
•   3.3 应力扰动程度分析
• 4 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 刘跃东,张镇,王涛

关键词: 应力扰动,力学强度,钻孔触探法,支护强度

来源: 煤炭学报 2019年S1期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 矿业工程

单位: 煤炭科学研究总院开采设计研究分院,天地科技股份有限公司开采设计事业部

基金: 国家自然科学基金资助项目(51774186),国家重点研发计划资助项目(2017YFC0804205)

分类号: TD313

DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2019.0232

页码: 82-91

总页数: 10

文件大小: 5745K

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