酸碱环境干湿循环下砂岩动态力学性能试验
2021-11-23方江华倪苏黔王凤瑶姜平伟
科学技术与工程 2021年31期
方江华, 倪苏黔, 王凤瑶, 姜平伟
(1.安徽理工大学土木建筑学院, 淮南 232001; 2.北京住总集团有限责任公司, 北京 100101)
随着中国煤炭资源开采技术的不断发展,煤炭深部开采进入新时期,深部煤系主要以孔隙式钙质胶结和泥质胶结的砂岩和泥岩为主,而地下水在溶解深部地下矿物的过程中往往会呈现碱性或酸性,砂岩和泥岩软化现象较明显,这种现象使围岩的自承能力降低,巷道围岩膨胀、顶板掉落以及底臌变形频发,严重威胁巷道支护安全[1-3]。
井下巷道或山岭隧道使用过程中,由于高温蒸发、通风等原因,对围岩含水率造成了干湿反复交替的状态,所以碱性或酸性地下水的应力-化学-干湿循环耦合作用下,岩石的力学性能进一步劣化,研究其力学参数的变化及内部损伤规律更具科学与工程意义[4-6]。罗垚等[7]提出“变排量、分阶段多压裂液组”重复压裂方法,将变排量压裂与分阶段压裂两种方式进行组合重复试验,产生了与单一压裂方式下3倍裂缝条数不同的复杂裂缝,具有工程应用参考价值。王帅等[8]借助室内三轴试验探究了干湿循环下水泥改良红砂岩土的弹性模量、破坏面形式、峰值强度、应力-应变曲线的变化规律,表明水泥是红砂岩土由塑性转变为脆性的重要影响因素,对峰值强度和弹性模量进行多元非线性的拟合效果理想。杨有贞等[9]利用干湿循环试验研究砂岩的力学特征发现,干湿循环后砂岩强度明显弱化,并结合扫……
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