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穿煤隧道围岩力学特性研究

刘建忠  
【摘要】: 本文主要针对穿越煤系地层的隧道围岩中的砂岩(单轴、三轴压缩变形试验)和煤岩(单轴、三轴压缩变形试验和三轴蠕变试验)的力学特性进行了的实验研究和理论分析。具体研究内容有以下几个方面: 1研究了砂岩在自然状态下的单轴抗压强度特性和三轴抗压强度特性。 2根据砂岩的三轴峰值应力和围压,绘制了莫尔圆;采用回归分析得到了强度准则和强度参数C、Φ值等。 3结合煤岩单轴压缩试验的应力-应变全过程曲线,进行煤岩单轴损伤本构关系的理论分析和实验结果的模拟。 4使用XTR01型电液伺服刚性试验机,采用梯级加载法,对煤岩进行了三轴蠕变试验。利用五参量的西原模型,探讨了与时间有关的煤岩三维的蠕变本构方程。 5利用最小二乘法对蠕变试验结果进行分析,获得有关煤岩的流变力学参数,并对理论分析结果和实验结果进行对比,表明两者之间具有较好的吻合性。 6采用FLAC3D有限差分计算软件,选择不同的岩石力学参数和支护时间,分析围岩的变形特点。


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