侏罗系地层冻结岩石物理力学性能试验研究.pdf

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1、2014年第5期·65·第40卷总第181期SichuanBuildingMaterials2014年10月DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2014.05.030侏罗系地层冻结岩石物理力学性能试验研究1,2陈飞敏(1.江苏建筑职业技术学院建筑工程技术学院,江苏徐州221000;2.安徽理工大学冻土研究所,安徽淮南232001)摘要:我国内蒙地区矿井建设普遍采用冻结法凿井,理工大学、中国矿业大学等院校为代表,开展了大量第四井筒均需穿越侏罗系地层,但该地层物理力学性能较华东系表土地层冻结物理力学性能方面研究,但对冻结侏罗系地区第三系地层差异较大

2、,目前对侏罗系地层物理力学特地层物理力学性能主要集中在近5年时间,所研究内容还性研究不够,急需在实验室内开展该方面研究。通过对某不够全面,工程中仍时有冻结管断裂、井壁破裂,严重时在建矿井侏罗系地层岩石进行物理力学性能试验,掌握鄂甚至出现淹井现象发生,这些都与所建井筒侏罗系地层物尔多斯矿区侏罗系地层基本物理性能指标,以及低温条件理力学性能掌握不清有一定关系,导致不能最好地进行冻下力学特性,为该地区冻结井筒冻结设计提供依据。结壁和井壁结构设计。本文基于此,选择在西部地区某在关键词:侏罗系;物理力学性能;单轴抗压强度建井筒,开展侏罗系地层冻结物理力学性能试验,为现场中图分类号:TD3

3、15文献标志码:A冻结壁和井壁结构设计提供依据。文章编号:1672-4011(2014)05-0065-021试验岩性层位及内容ResearchofPhysicalandMechanicalPropertiesof西部地区某在建矿井位于鄂尔多斯矿区,设计生产能FreezingRockbyTestatJurassicFormation力300万t/年,井筒净直径7．6m,设计采用单圈孔冻结防1,2CHENFeimin水。本文在井筒所穿越的侏罗系地层中选择5层代表性岩(1.JiangsuJianzhuInstitute,TheInstituteofConstructionEn-层进

4、行低温条件下物理力学性能试验。试验层位岩性及埋gineeringTechnology,Xuzhou221000,China;2.AnhuiUni-置深度见表1所示。versityofScienceandTechnologyFrozenSoilInstitute,Huainan表1试验岩性及埋置深度m232001,China)层位D1D2D3D4D5岩性粗粒砂岩细砂岩粗砂岩泥岩细砂岩Abstract:InnerMongoliaAreaofChina,MineConstruc-深度402~419486~524525~526528~530533~536tiongeneraluseFr

5、eezingMethodwhenshaftissinking.Allof侏罗系地层低温条件下试验主要分以下两部分进行:shaftneedscrossJurassicFormation,butphysicalandmechani-1)物理性能试验:包括含水率、密度、导热系数(常calpropertiesoftheformationmakeagreatdifferencetotertiary温、-10℃两个温度条件下)、结冰温度、冻胀率(-10℃stratumineastChina.Atpresent,theresearchofphysicaland温度条件下)等试验。mechan

6、icalpropertiesisinadequateatJurassicFormation,so2)力学性能试验:将所取试样加工成Φ50mm×100needforthisaspectresearchinlaboratoryisurgent.Thispapermm标准试件,在预先设定的不同温度条件下(-5℃、-10byresearchofphysicalandmechanicalpropertiesatJurassic℃、-15℃)养护24h后,进行单轴抗压强度试验,实时采Formationofabuildingcoalmine,masteredbasicphysical集获得单

7、轴抗压强度值,同时计算获得弹性模量力学参数。propertiesinJurassicFormationatOrdosarea,andmechanical每个温度水平加工3个试件。behaviorunderlowtemperature.Theresultofthispaperprovid-edbasisforfrozenshaftatOrdosarea.2物理性能试验结果分析Keywords:jurassicformation;physicalandmechanicalproperties;u