砂型3D 打印材料对类软岩力学特性影响规律及机理
2023-12-21蒋力帅王鑫哲徐嘉嵘刘光生
煤炭科学技术 2023年11期
蒋力帅 ,王鑫哲 ,徐 清,2 ,徐嘉嵘 ,刘光生
(1.山东科技大学 矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地, 山东 青岛 266590;2.烟台黄金职业学院 资源与土木工程系, 山东 烟台265401;3.北京矿冶科技集团有限公司, 北京 100160)
0 引 言
受沉积作用影响,煤矿巷道围岩普遍岩性软弱、节理裂隙发育,煤岩、泥岩等软岩巷道围岩控制一直是关乎煤矿安全生产的重要问题。随着浅部煤炭资源日益枯竭,深部开采已成为煤炭开采的常态,深部复杂地质力学环境使得软岩力学特性与工程表现愈加复杂,给深部煤矿巷道围岩控制提出了严峻的挑战。物理试验是软岩力学研究中的重要基础手段之一,由于软岩在力学、结构等方面的特殊性,开展软岩室内力学试验存在以下瓶颈[1-4]:①工程中软岩通常节理裂隙发育显著,对围岩稳定性影响极大。通过对现场所得的岩心进行CT 扫描,可知即使是经过加工得到的完整岩样,内部也有大量空间分布各异的孔洞、节理、裂隙等缺陷。而部分软岩原岩因强度低、完整性差,无法通过水力割缝、物理切割等手段获得含可控缺陷的试样[5-6];因此国内外学者常采用石膏等类岩石材料通过浇筑-抽条法制备预制节理试样[7-9],但该方法无法制备含复杂结构或复杂形状缺陷的试样,且当试样的缺陷位于内部时同样无法制备,因此,较难真实反映含复杂节理岩体的力学特征和裂隙发育的围岩状态。②由于内部矿物颗粒、结构缺陷等的非均匀分布,天然岩石具有较强的各向异性,该特性在软岩中体现更为显著。……
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