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1、密級(jí)：公開中圖分類號(hào)：X936碩士學(xué)位論文巖石峰后流變?cè)囼?yàn)及其應(yīng)用研究研究生：劉圣導(dǎo)師：李樹清教授學(xué)科：安全科學(xué)與工程研究方向：煤礦事故預(yù)防與控制2018年6月AThesisSubmittedfortheDegreeofMasterExperimentAndApplicationStudyonPost-peakRheologyofRockCandidate：LiuShengSupervisorandRank：Prof.LiShuqing巖石峰后流變?cè)囼?yàn)及其應(yīng)用研究學(xué)位類型學(xué)術(shù)型學(xué)位作者姓名劉圣作者學(xué)號(hào)15010102006學(xué)科（專業(yè)學(xué)位類別)安
2、全科學(xué)與工程研究方向（專業(yè)領(lǐng)域)煤礦事故預(yù)防與控制導(dǎo)師姓名及職稱李樹清教授實(shí)踐導(dǎo)師姓名及職稱袁越講師所在學(xué)院資源環(huán)境與安全工程學(xué)院論文提交日期2018年6月學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意
3、學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湖南科技大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日摘要在復(fù)雜的工程環(huán)境下，巖體的受力與變形表現(xiàn)出很強(qiáng)的時(shí)間效應(yīng)。在巷道開挖過程中往往會(huì)產(chǎn)生一定范圍的破裂區(qū)，在長(zhǎng)期荷載作用下巷道圍巖的流變既有完整圍巖的流變，也有破裂圍巖的流變，破裂圍巖的流變是導(dǎo)致巷道長(zhǎng)期變形的一個(gè)主要因素，加大了巷道圍巖穩(wěn)定性控制的難度。鑒于此，本文采用
4、MTS815電液伺服巖石力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了巖石峰后流變?cè)囼?yàn)和基本力學(xué)試驗(yàn)，分析了不同應(yīng)力狀態(tài)下巖石峰后流變特征，求取了巖石峰后的長(zhǎng)期強(qiáng)度，選取了合適的本構(gòu)模型對(duì)峰后蠕變特性進(jìn)行了描述，從破裂圍巖流變的角度探討了軟弱破碎頂板冒頂機(jī)理及安全控制措施。論文的主要研究成果如下：（1）通過紅砂巖單軸、三軸壓縮下的強(qiáng)度試驗(yàn)，獲取了巖石的常規(guī)物理力學(xué)參數(shù)，分析了不同圍壓、不同應(yīng)力水平下紅砂巖的應(yīng)力應(yīng)變曲線特征、強(qiáng)度與變形特性，研究得到了單軸、三軸壓縮條件下紅砂巖的破壞形式。（2）通過紅砂巖三軸壓縮下峰后應(yīng)力松弛特性試驗(yàn)和峰后蠕變?cè)囼?yàn)，研究了不同損傷巖樣的應(yīng)力
5、松弛特性和峰后蠕變特性，分析了損傷、初始應(yīng)力水平以及圍壓對(duì)松弛穩(wěn)定時(shí)間、應(yīng)力松弛量的影響規(guī)律，討論獲得了紅砂巖峰后軸向與徑向蠕變特性一般規(guī)律，探討了損傷、初始圍壓以及圍壓增量對(duì)巖石峰后蠕變特性的影響機(jī)理，對(duì)比分析了損傷、圍壓增量對(duì)峰后軸向與徑向蠕變特性影響的差異。（3）基于紅砂巖三軸壓縮下峰后蠕變特性曲線規(guī)律，求取了巖石峰后的長(zhǎng)期強(qiáng)度，以組合元件流變模型理論為基礎(chǔ)，選取了能描述紅砂巖峰后蠕變特性的改進(jìn)的西原本構(gòu)模型，確定了蠕變模型參數(shù)。（4）以林東礦業(yè)集團(tuán)紅林煤礦軟弱破碎頂板煤巷支護(hù)為工程背景，結(jié)合峰后流變失穩(wěn)規(guī)律采用剪切斷裂模型研究得到了軟弱
6、破碎頂板的冒頂機(jī)理，建立了錨固承載圈承載能力分析模型，對(duì)比分析了錨桿預(yù)緊力對(duì)完整圍巖和軟弱破碎圍巖錨固承載圈承載能力的影響規(guī)律，提出了軟弱破碎圍巖高預(yù)緊力錨固的流變力學(xué)原理，結(jié)合工程提出了基于錨桿預(yù)緊裝置張拉的高預(yù)緊力錨梁網(wǎng)索支護(hù)技術(shù)方案，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明其支護(hù)效果良好。關(guān)鍵詞：峰后流變；圍壓增量；峰后長(zhǎng)期強(qiáng)度；蠕變模型；冒頂機(jī)理；高預(yù)緊力iiiAbstractIncomplexengineeringenvironment,thestressanddeformationoftherockmassshowastrongtimeeffect.Inthe
7、courseoftunnelexcavation,thereisoftenacertainrangeofrupturezone.Undertheactionoflong-termload,therheologyofsurroundingrockofroadwayisnotonlytherheologyofintactsurroundingrock,butalsotherheologyofcrackedsurroundingrock.Therheologyofcrackedsurroundingrockisoneofthemainfactorsl
8、eadingtothelong-termdeformationofroadway,whichmakesitmoredifficulttocontrol
