【摘 要】
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蠕变扰动变形是围岩大变形的重要组成部分,特别是对深井软岩巷道来说,外部冲击扰动与巷道围岩的长期大变形失稳有着密不可分的联系,这对于深部工程岩体的支护设计来说是一个不容
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蠕变扰动变形是围岩大变形的重要组成部分,特别是对深井软岩巷道来说,外部冲击扰动与巷道围岩的长期大变形失稳有着密不可分的联系,这对于深部工程岩体的支护设计来说是一个不容忽视的问题,同时也是我国深部矿井实现安全高效生产的关键所在。 为了保证深井巷道在蠕变扰动情况下的长期稳定性,首先要解决的问题就是处于深部蠕变状态下的岩石在受到外部冲击扰动载荷的作用后所表现的动力响应特性。本文针对这一问题,结合鲍店矿十采区微震监测数据,对井下主要冲击载荷——顶板断裂型载荷进行理论计算与实测分析,并通过岩石蠕变扰动效应试验进一步研究蠕变岩石对外部冲击扰动的响应情况。通过对十采区覆岩各关键层破断所产生的冲击载荷进行理论计算,将其与实际监测数据进行对比,佐证出理论公式的准确性及可靠性,为扰动试验中冲击载荷的取值提供现场依据,通过公式换算将现场实际能量值转换为冲击砝码的质量,即采用固定的三种冲击砝码(15、5、20Kg)对试件进行冲击以分别模拟亚关键层Ⅰ、Ⅱ和主关键层断裂所释放能量,使得试验结果具有工程实用意义。 通过岩石蠕变扰动效应试验及实验数据的分析,得出蠕变岩石受到外部冲击载荷所表现出明显的扰动效应,即随着静载应力水平的不断增加,处于蠕变状态下的岩石试件对外部扰动的动力响应逐渐变得明显,蠕变扰动应变由缓慢发展阶段逐渐向不可逆发展阶段转变,扰动应变曲线呈明显的线性增长趋势,当应力水平达到岩石强度极限时,施加的外部冲击载荷将会引发试件的突然崩裂直至破坏。另一方面,随着冲击载荷强度的增大,岩石蠕变扰动变形增量曲线会提前由衰减阶段向持续发展阶段转化,导致岩石在低静载应力水平下就开始对外部扰动敏感,内部出现不可逆的损伤变形,岩石抗扰动强度降低。
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