浸水石膏岩损伤演化规律及采空区稳定性研究

发布时间：2024-12-18 22:27

　　我国有着丰富的石膏矿产资源,近年来由于不合理的开采,加之后期缺乏合理的维护和监管,石膏矿矿难事故不断发生,其中以采空区大面积坍塌造成人员伤亡的事故最为严重。本文针对苏北石膏矿存在的超宽、超高开采及采空区泡水等一些问题,综合运用现场调研、实验室测试、理论分析及数值计算的研究方法,对石膏矿采空区稳定性做出系统的研究,主要研究成果如下:(1)对不同浸水天数的石膏岩的含水率进行测试,并通过SEM电镜扫描分析石膏岩微观裂隙的发育规律;通过实验室试验对不同浸水天数的石膏岩的抗压、抗拉强度等力学性能进行测试,并对测试结果进行拟合分析,得到石膏岩的弹性模量、泊松比等力学参数,为采空区稳定性的数值模拟以及矿柱安全系数的计算等提供基本参数。测试结果表明,浸水后石膏岩的力学性能不断下降,从而使采空区的矿柱及顶板的强度下降,导致事故发生。(2)基于微元体破坏数目定义损伤因子,建立不同浸水时间石膏岩单轴压缩本构模型,推导本构方程,分析了石膏岩浸水后的脆性系数变化规律;采用声发射设备对不同浸水天数的石膏岩声发射特征进行测试和分析,结合应力-应变曲线分析不同浸水时间石膏岩在压缩过程中的能量演化特征,基于声发射特征及能...

【文章页数】：106 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容和方法
    1.4 技术路线
2 不同含水率下石膏岩微观结构分析
    2.1 试样制备
    2.2 石膏岩含水率测试
    2.3 石膏岩SEM电镜扫描分析
    2.4 本章小结
3 不同含水率石膏岩力学性能试验研究
    3.1 浸水石膏岩单轴抗压强度测试
    3.2 浸水石膏岩劈裂抗拉强度测试
    3.3 浸水石膏岩三轴压缩力学性能试验研究
    3.4 石膏岩单、三轴压缩强度与变形特征对比分析
    3.5 单、三轴压缩破坏特征对比与分析
    3.6 本章小结
4 不同含水率石膏岩损伤破坏过程能量演化及声发射特征研究
    4.1 单轴压缩条件下石膏岩能量特征
    4.2 三轴压缩条件下石膏岩能量特征
    4.3 石膏岩三轴压缩声发射特征研究
    4.4 考虑浸水时间条件下石膏岩单轴损伤本构模型
    4.5 考虑浸水时间条件下石膏岩三轴损伤本构模型
    4.6 本章小结
5 浸水石膏矿采空区稳定性分析
    5.1 采空区稳定性数值模拟
    5.2 矿柱破坏失稳机理及浸水对其安全系数影响评价分析
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：4017215