荣华煤矿软岩水理改性实验研究

摘要

软岩，准确的说应称作软弱岩层，是指含有黏土矿物，在工程扰动下易于失水-吸水产生涨缩性和工程特性持续降低的软弱岩体，软岩的水理特性指的是岩石在水作用下所表现出来的性质，是影响矿山围岩支护稳定的重要因素。荣华矿软岩巷道围岩长期受到软岩问题的困扰，在地下水的影响下，其岩体的强度、变形和破坏等水理特性发生明显的改变，表现为水化膨胀、强度降低和软化崩解等，矿上对于软岩工程稳定性控制方法集中于被动支护与锚固，重点放在对已破碎或软化崩解的软岩的加固上，实践证明，本来对应力型、结构型软岩有明显控制效果的支护和锚固对该矿软岩的水化膨胀、碎胀扩容、强度降低等收效甚微，荣华矿软岩工程问题治理困难。　　本文尝试从主动支护的思想下手，通过对国内外相关理论与技术研究与分析，实验研究该矿软岩的水理特性基础上，改变以往一味追求被动支护或锚固的方式，提出通过改性材料改变荣华矿软岩的水理特性，达到解决荣华矿长期困扰的软岩工程问题。　　本文分析了改性材料的化学组成，应具备的性能及相近领域常用改性材料的性能特征，确定并制取以硅烷偶联剂为主要成分的新型改性材料。通过对未改性岩样的单轴抗压实验，表明荣华矿软岩的水理特性明显，在水环境下破坏载荷只有30kN左右。通过改性材料的包覆，岩样再进行单轴压缩试验，结果表明试件有明显的防水效果，使软岩由亲水性变为疏水性，且破坏载荷显著提高，达到110kN左右，说明改性后软岩的水理特性显著改善，有效地抑制了黏土矿物的水化崩解。

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1 绪论

1.1 研究的目的意义

1.2 软岩与软岩工程国内外研究概况

1.3 软岩工程的现状评价

1.4 研究内容、方法、技术路线及论文特色与创新之处

2 荣华矿软岩的矿物学特性与力学特性测定

2.1 荣华矿概况

2.2荣华矿软岩的矿物学特性

2.3 荣华矿软岩的力学特征

3 荣华矿软岩的水理力学特性研究

3.1 实验装置与原理

3.2 未改性前的力学参数测定

3.3 实验结果分析

4 荣华矿软岩水理改性研究

4.1 软岩水理改性思想

4.2 改性材料的选择

4.3 改性材料与萘系水泥的相容性

4.4 改性材料的制备与其性能

4.5 软岩改性后的力学实验

4.6 实验结果分析

5 工程应用建议

6 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 建议与展望

参考文献

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