膨脹巖中巷道圍巖濕度場的相似材料模型試驗研究.pdf

1、膨脹巖的膨脹力和膨脹變形與其含水量或濕度直接相關，在膨脹巖體中開挖巷道，若能事先給定圍巖的濕度分布情況，支護結構的設計與施工便可合理地開展。迄今為止，國內外尚沒有人對膨脹巖中巷道圍巖的濕度分布特征進行研究。本論文創(chuàng)新地采用相似材料模型試驗方法，對采用鉆爆法施工的巷道圍巖含水量與原始應力大小、巷道開挖工藝的關系進行一些研究，探索膨脹性圍巖在不同的地質環(huán)境和施工工藝條件下的濕度分布規(guī)律，以期為膨脹巖巷道合理支護與施工提供一些參考。
　

2、　本文首先進行相似材料模型試驗設計，包含相似材料研制和模型試驗設計兩部分內容。相似材料研制中包括膨脹巖相似材料的研制、錨噴支護材料選用與仰拱相似材料設計三部分內容，模型試驗設計涉及試驗裝置設計和巷道斷面設計兩部分內容。通過試配研究，得到了一組能較好模擬膨脹巖的模型材料，即細砂:木粉:膨潤土:石膏:水泥:水=2:0.153:0.5:0.3:0.2:1，其中水為含3％甘油的水溶液。
　　其次進行相似材料模型試驗研究，以錨噴支護為前提，

3、并考慮工程所處初始應力水平、是否設置仰拱以及仰拱設置時機三個因素，共設置了I、II與III三個模型，以探索膨脹巖中巷道圍巖的濕度場分布特征，同時兼顧巷道圍巖應力、巷道圍巖和洞壁變形的數據采集分析。通過模型試驗研究得出了：
　?、僭阱^噴支護前提下，初始應力水平對巷道圍巖的濕度分布影響不大，但及早進行仰拱施作可以明顯減少濕度影響范圍；
　?、谙锏绹鷰r應力、圍巖和洞壁變形與初始應力水平、是否及時施作仰拱有關，并間接受到濕度分布的影