冻结裂隙砂岩解冻后蠕变力学特性研究
2023-02-13任建喜曹西太郎云梦晨
煤炭工程 2023年1期
关键词:模型
任建喜,张 凡,曹西太郎,张 琨,云梦晨
(1.西安科技大学 建筑与土木工程学院,陕西 西安 710054;2.北京工业大学 城市建设学部,北京 100124)
陕北地区是中国14个重要煤炭生产基地之一,特别是榆横四期许多新的千万吨级现代化煤矿需要建设,其赋存煤炭资源的地层包括富水中生界白垩系洛河组砂岩地层,该地层岩性为发育大型交错层理的细粒、中粒长石砂岩,具有弱胶结及易风化大孔隙的特点[1-3]。为了保证在富水的洛河组砂岩地层中凿井安全顺利施工,需采用人工冻结法施工。冻结斜井解冻后井筒围岩的蠕变损伤力学特性是影响斜井井筒长期稳定性的重要因素之一,在长期应力作用下控制井筒和围岩体的变形及裂纹扩展是保证斜井安全使用的关键。
开展解冻后裂隙岩体蠕变作用下的力学性能研究,需大量含不同裂隙倾角的岩样。而现场采样会面临如研究费用高、条件复杂以及釆样周期长等问题[4],取得的原岩岩样均质性也难以保证。因此,许多学者选择使用类岩材料来研究裂隙节理岩体的损伤演化规律[5-7]。目前国内外学者对裂隙岩石的力学性质和蠕变特性等方面也进行了大量的试验研究[8-12]。在此基础上,杨超等[13]研究了卸荷条件下裂隙岩体的蠕变特性,提出了裂隙岩体损伤蠕变模型,并与室内试验结果进行了对比与分析。杨昊等[14]研究不同条件对单裂隙岩体力学特性的影响发现裂隙倾角对岩体强度影响最大。为了研究冻融作用对岩体损伤特征的影响,张慧梅等[15]研究了冻融和荷载作用下损伤模型;……
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