科研之友
微信
新浪微博
Facebook
分享链接
摘要
为了探究深部开采后矿柱力学性能受高湿环境的影响规律，对湖南郴州茶山岭煤矿-850 m白云岩矿柱取心制作标准试样，采用核磁共振(NMR)、扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)对4种湿度环境(相对湿度70%,80%,90%,100%)中60 d限制轴向位移的白云岩孔隙尺寸、微观结构及矿物组分进行跟踪测定，研究吸水速率与孔隙结构的动态响应特征。结合室内单、三轴压缩力学试验结果，总结了白云岩吸水膨胀后的强度软化机制。研究表明：(1)环境湿度越高，白云岩的环向应变与轴向膨胀力前期的增速越快，趋于平稳的时间相对靠后，并在膨胀力达到最大值后，出现明显的应力松弛；(2)装置中环境湿度的升高以及湿度作用时间的延长削弱了白云岩的强度并加剧了变形。近似现场湿度下(相对湿度90%),内摩擦角在60 d中下降幅度较为平均，反观黏聚力前后20 d变化较小，集中在20～40 d迅速下滑；(3)白云岩在吸水前期核磁共振T2谱曲线出现双峰现象，且峰值对应弛豫时间持续向右移动，原本致密的层状结构发生开裂，小中孔隙扩张并连通形成大孔隙。基于吸水曲线及T2谱面积曲线特征，将整个高湿作用过程分为3个阶段：急速吸水、减速吸水和稳定水化阶段；(4)高湿环境下白云岩吸水后，由于结合水膜的润滑作用以及黏土矿物的膨胀效应引起颗粒间胶结能力减弱，劣化其力学指标，最终改变了白云岩的极限破坏模式。
- 单位
