發(fā)布時間：2020-02-07 15:15

【摘要】：隨著鉆爆法技術在富水凍結巖層井筒建設中的應用,爆炸作用不可避免的會對井筒凍結基巖段凍結管以及周圍圍巖造成振動影響,經(jīng)常會出現(xiàn)爆炸作用使得凍結管發(fā)生斷裂的現(xiàn)象,給井筒施工帶來重大安全問題。因此,深入研究爆炸作用下井筒凍結基巖段凍結管及圍巖的振動響應規(guī)律,對于確保井筒施工的安全和加快井筒的施工進度具有非常重要的理論指導意義和工程應用價值。本文以具體工程為背景,運用理論分析、室內(nèi)試驗和數(shù)值模擬相結合的研究方法,對爆炸作用下井筒凍結基巖段凍結管及圍巖的振動響應規(guī)律進行研究。首先,應用應力波基本理論,分析了爆炸應力波在巖石中的傳播與衰減規(guī)律,分析了平面縱波在凍結管及圍巖接觸面處的反射、折射和散射規(guī)律,獲得了凍結管及圍巖的應力場和位移場的復數(shù)表達式。其次,通過負溫飽水砂巖的單軸壓縮試驗,開展了負溫飽水砂巖的力學性能試驗研究,獲得了負溫飽水砂巖的基本力學參數(shù),為數(shù)值模擬提供理論參數(shù),結果表明:負溫飽水砂巖的單軸抗壓強度和彈性模量隨著溫度的降低而不斷增大;負溫飽水砂巖的泊松比隨著溫度的降低而不斷降低。最后,通過數(shù)值模擬方法,研究了不同起爆藥量、凍結管距爆源的不同距離和不同凍結溫度下井筒凍結基巖段凍結管振動響應規(guī)律及圍巖的振動響應規(guī)律,結果表明:凍結管的不同參考位置(迎爆面中心、垂直面中心和背爆面中心)質(zhì)點徑向振動速度大于切向振動速度,單元最大拉應力大于最大壓應力;凍結管的不同參考位置(迎爆面中心、垂直面中心和背爆面中心)質(zhì)點振動速度和單元最大主應力隨著凍結溫度的降低而減小,隨著起爆藥量的增大而增大,隨著距爆源距離的增大而減小;凍結管周圍圍巖的質(zhì)點徑向振動速度大于切向振動速度,單元的最大拉應力大于最大壓應力,由于凍結管的存在,使得圍巖的質(zhì)點振動速度和單元最大主應力變化規(guī)律受到一定影響。
【圖文】：

圖 3-1 砂巖試樣圖Figure 3-1 Sandstone sample切割機上切割好的試樣在端面打磨機上進打磨試樣，使加工好的試樣滿足尺寸精度要巖石物理力學性質(zhì)測定方法（GB/T2356.1-然吸水法來制作飽水試樣，首先往水箱中注一處，然后每間隔兩個小時再注水一次，注終液面高度高出試樣頂部 1cm-2cm 左右。的質(zhì)量。每隔 24h 稱重一次，直到試樣前后將飽水試樣放入低溫養(yǎng)護箱養(yǎng)護 48h。中國礦業(yè)大學力學實驗室完成。試驗需要的尺，，精度為 0.01g 的電子天平秤，水箱。制箱。

（3）操作界面圖 3-2 TAW2000 巖石力學伺服試驗系統(tǒng)gure 3-2 TAW2000 rock mechanics servo experimental sy石力學伺服試驗系統(tǒng)主要性能參數(shù)如下所示：向試驗力：2000kN。1000MPa。隙水壓：60MPa。量范圍：0-10mm（軸向）、0-5mm（徑向）。精度：-1%-+1%。量精度：-1%-+1%。度范圍：滿度/60-100000s。 軸 壓 縮 試 驗 (Uniaxial Compression 飽水砂巖的單軸壓縮試驗實質(zhì)上就是飽水砂巖
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TD262

【參考文獻】

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本文編號：2577222