深部軟巖溫度—應(yīng)力—化學(xué)三場(chǎng)耦合作用下蠕變規(guī)律研究.pdf

1、深部軟巖工程是地下工程中的瓶頸工程。深部巖體處于多場(chǎng)耦合的復(fù)雜地下環(huán)境:高溫度、高應(yīng)力以及化學(xué)腐蝕。這些物理化學(xué)場(chǎng)耦合作用，使得深部巖石表現(xiàn)出軟巖的特性:大變形、強(qiáng)流變特性等特點(diǎn)，深部巖體工程也變得極不穩(wěn)定，出現(xiàn)難支護(hù)等特點(diǎn)，給施工和人員安全造成嚴(yán)重威脅。因此，從巖石蠕變特性方面的研究來(lái)看，僅研究單一應(yīng)力場(chǎng)以及兩場(chǎng)耦合是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因此，開(kāi)展溫度-應(yīng)力-化學(xué)三場(chǎng)耦合作用下巖體蠕變特性的研究對(duì)預(yù)測(cè)巖體工程穩(wěn)定性影響研究具有十分重要理論意義

2、和實(shí)際工程價(jià)值。
　　本文采用試驗(yàn)研究、理論分析與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法。為了試驗(yàn)的順利開(kāi)展，創(chuàng)新地設(shè)計(jì)出了高溫高壓三軸環(huán)境試驗(yàn)箱，并利用ANSYS有限元分析軟件對(duì)環(huán)境試驗(yàn)箱進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性;就溫度-應(yīng)力-化學(xué)三場(chǎng)耦合作用下深部巖石蠕變特性研究開(kāi)展了系統(tǒng)的試驗(yàn)研究，分析了溫度-應(yīng)力-化學(xué)三場(chǎng)耦合作用下溫度和化學(xué)腐蝕對(duì)深部巖石蠕變規(guī)律的影響效應(yīng)，探討了其作用機(jī)理;建立了考慮溫度和化學(xué)pH值影響因素的深部巖石粘彈塑性非

3、線(xiàn)性蠕變方程;建立了深部巖石的T-M-C耦合控制方程;根據(jù)實(shí)際工程背景，對(duì)山東唐口煤礦副井深部巷道進(jìn)行了溫度-應(yīng)力-化學(xué)三場(chǎng)耦合作用下的數(shù)值模擬分析。
　　論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1、根據(jù)巖石實(shí)際地下環(huán)境確定了地下2000m深巖石所處環(huán)境參數(shù)，并根據(jù)材料力學(xué)和機(jī)械設(shè)計(jì)理論設(shè)計(jì)了三軸環(huán)境試驗(yàn)箱。利用Pro/E和ANSYS有限元分析軟件相結(jié)合的方法對(duì)三軸環(huán)境試驗(yàn)箱進(jìn)行了有限元分析，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性。
　　2、開(kāi)展了

4、不同溫度和不同化學(xué)pH值條件下的深部頁(yè)巖蠕變特性的研究，分析了不同溫度和不同pH值對(duì)深部頁(yè)巖蠕變特性的影響規(guī)律，探討了頁(yè)巖的溫度和化學(xué)pH值作用機(jī)理。
　　3、根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)粘彈塑性元件組合模型進(jìn)行了改進(jìn)，模型的非線(xiàn)性部分是運(yùn)用半線(xiàn)性元件改進(jìn)半理論的方法:采用模型理論來(lái)描述線(xiàn)性流變部分，采用非線(xiàn)性元件來(lái)代替常規(guī)的線(xiàn)性元件來(lái)描述非線(xiàn)性流變部分，建立了能考慮溫度和化學(xué)pH值影響因素的深部巖石粘彈塑性非線(xiàn)性蠕變模型。
　　4、以