高温高湿环境下膨胀岩吸湿特性的研究

摘要

随着矿业工程的发展，采深度越来越大，许多技术问题也随之凸显。比如地下工程施工过程中，经常会遇到不同膨胀特性的膨胀岩软岩。矿井深部开采后，巷道围岩受地温、机械运转产生的热量、通风不良、凿岩用水、地下渗水等影响，使其长期处于高地温、高潮湿的环境中。膨胀岩具有较强的吸湿性，空气中的水分及施工用水被围岩吸收并向深处迁移和扩散，围岩会因含水量的变化而产生膨胀变形，继而产生膨胀力。
　　论文以室内试验为手段，开展不同温湿环境下膨胀岩原岩的吸湿特性、膨胀特性，及水分迁移规律的研究。在弄清楚原岩吸湿的基础上，通过室内试验配制一种新型的膨胀岩相似材料，以此来代替膨胀岩原岩，研究不同膨胀特性的膨胀岩在不同温湿环境下，水分迁移及渗透的规律。通过对相似材料的研究来反推膨胀岩吸湿后湿度场的分布规律，并为围岩应力、变形以及作用在支护结构上的压力计算提供科学依据。针对以上内容本文做了如下研究：
　　1、高温高湿环境下泥岩吸湿特性及膨胀特性研究
　　取南昌市轨道交通二号线龙岗站泥岩，试验室内对其切割、打磨，测试其物理性质，对其膨胀特性进行分类。将泥岩试件分别置于常温、35℃、40℃、45℃温度环境中（相对湿度RH>95%），研究不同温度条件下，泥岩吸湿特性及膨胀特性的规律，并得出温湿度对吸湿特性及膨胀特性的影响。
　　2、膨胀岩相似材料配比的研究
　　通过弄清楚泥岩常温条件下的吸湿曲线及吸湿速率，在实验室内配制出一种新型的膨胀岩相似材料。试验选取膨润土、重晶石粉、石英砂、石膏、松香、酒精为原料，设计了4因素5水平正交试验，A因素为砂胶比（石英砂/（膨润土+重晶石粉）），B因素为胶结物（膨润土/重晶石粉)，C因素为黏结剂浓度，D因素为石膏含量，每个因素设置5个水平，共25组配比试验。并测试了不同配比情况下相似材料的自由膨胀率、干燥饱和吸水率、极限膨胀量、极限膨胀力、单轴抗压强度、密度等物理力学指标，试验结果表明，不同配比的试验材料基本涵盖了不同膨胀特性的膨胀岩。
　　3、高温高湿环境下相似材料水分渗透规律及含水率分布规律的研究
　　选取具有微膨胀、弱膨胀、强膨胀特性的相似材料配比，研究不同温度条件下，水分渗透的规律，得出含水率沿试件高度方向的分布规律。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1选题背景及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容

1.4 研究目标

1. 5 研究方案

第二章 高温高湿环境下泥岩水理性研究

2.1 引言

2.2 常温状态下泥岩水理性质研究

2.3 泥岩在长期高温高湿环境下水理性质的研究

2.4 本章小结

第三章 膨胀岩相似材料配比试验研究

3.1 引言

3.2相似理论

3.3相似配比正交试验

3.4 本章小结

第四章 高温高湿环境下胀岩相似材料水分迁移研究

4.1 引言

4.2 常温条件下不同岩性膨胀岩相似材料渗透试验

4.3 高温高湿环境下不同岩性膨胀岩相似材料渗透试验

4.4 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文

致谢