软岩巷道蠕变过程的动态仿真模拟研究.pdf

中图分类号 Q 2 垒2 学科分类号 Q 墨2 一 论文编号 蟹级垒五 安徽理工大学 硕士学位论文 软岩巷道蠕变过程的动态仿真模拟研究 作者姓名董篷蕉 专业名称廑厦麴堂 ⋯ 研究方向 麴值让篡 导师姓名经塞匮塑援 导师单位塞徽理王太堂 答辩委员会主席 扬堂鱼 论文答辩日期2 0 1 4 年0 6 月0 5 日 安徽理工大学研究生处 2 0 1 4 年6 月6 日 万方数据 m ㈣㈣㈣呲0 ㈣I I _ Y 2 6 9 7 2 2 8 D y n a m i cS i m u l a t i o nR e s e a r c h O i lC r e e pP r o c e s s e so fS o f t R o c k R o a d w a y C a n d i d a t e D o n gH a i l o n g S u p e r v i s o r J i n gL a i w a n g C o l l e g eo fS c i e n c e A n H u i U n i v e r s i t yo fS c i e n c e a n dT e c h n o l o g y N o ．16 8 ，S h u n g e n gI b a d ，H u a i n a n ，2 3 2 0 0 1 ，P ．P 、一C H I N A 万方数据 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方以外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 塞徼堡王太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示谢意。 学位论文作者签名蓬盏益日期盟年j 月』日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塞邀堡王太堂有保留、使用学位论文 的规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于 塞徵垄王盔堂。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的 复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽理工大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 保密的学位 论文在解密后适用本授权书 学位论文 导师签名 签字日期扣膨年6 月6E t 签字E t 期妒彤年6 月6E l 万方数据 i 童要 摘要捅要 7 0 年代以来，随着煤矿巷道开挖深度的不断增加，深部高应力软岩巷道因 蠕变而难以维护的现象与日俱增Ⅲ，然而迄今为止人们对巷道围岩的蠕变过程规 律性及破坏机理尚不是很明确。在一定的应力水平作用下，泥岩巷道表面测得的 围岩蠕变时间一位移曲线存在明显的三阶段，即减速蠕变阶段、等速蠕变阶段和 加速蠕交阶段[ 2 J ，对第三阶段蠕变的研究，由于试验的困难和目前试验资料的不 多，仍有一定局限I3 1 。因而，文章通过理论和数值模拟的方法研究围岩蠕变动力 演变规律，无论是在岩石力学基础理论的发展，还是在实际工程问题中都具有十 分重要的意义。 本文在分析了巷道变形特征、因素及其机理和测定了许疃煤矿相应工程地质 特征的基础上，以深部高应力软岩巷道为研究对象，以其软弱围岩蠕变动力演变 规律、蠕变数值仿真模拟及现场工业试验为研究内容，以淮北矿业股份有限公司 许瞳煤矿试验矿井为研究背景展开探讨，文章包括基础实验研究、理论研究、解 析计算与计算机动态仿真分析技术研究，并进行了扎实的现场工业性试验，探讨 了不同软岩层厚度巷道围岩蠕变动力演变规律，并通过A B A Q U S 动态仿真技术 及现场工业性试验验证了所分析围岩蠕变动力演变规律的正确性。 图【7 6 】表[ 1 9 】参[ 5 1 ] 关键词蠕变；数值动态模拟；软岩巷道；A B A Q U S 分类号 万方数据 A b s W a c t A b s t r a c t S i n c et h e19 7 0 s ．a se x c a v a t i n gd e p t ho fC O a lm i r l er o a d w a yi sd e e p e ra n dd e e p e r ． p h e n o m e n o no f 也a td e e ph i 吐s t r e s ss o f tr o c kr o a d w a yi Sd i 伍c u l tt ob ec o n 廿o g e d b e c a u s eo fc r e e pi n c r e a s e s 谢也e a c hp a s s i n gd a y o jb u tt ot h i s 王a y ，p e o p l ed o n 、h a v e ad e c i s i v ec o 鲫i z a _ n e eo fr o a d w a ys u r r o u n d i n gr o c kc r e e pp r o c e s s1 a wa n di t sf a i l u r e m e c h a n i s my e t ．U n d e rac e r t a i ns t r e s s1 e v e l ．c r e e pt i m e d i s p l a c e m e n tc u r v e m e a s u r i n gO nt h es u r f a c eo fm u d s t o n er o a d w a yh a st h r e ec l e a rp h a s e sw h a ta r e s l o w i n gd o w nc r e e pp h a s e 、s t e a d yr a t ec r e e pp h a s ea n da c c e l e r a t i o ne r e e Dp h a s e 哆 W i t ht e s td i 伍c u l t i e sa n dal a c ko ft e s t i n gd a t ai ti sl i m i t e dt or e s e a r c ht h et h i r dc r e e p p h a s e t 引．S os e a r c h i n gt h er u I eo fs u r r o u n d i n gr o c kc r e e pp r o c e s sp o w e ri nt h i sa r t i c l e i sn o to n l yv e r yg o o da tt h ei m p r o v m e n to f r o c km e c h a n i C Sb a s a lt h e o r yb u ta l s oa tt h e s u b s t a n t i a le n g i n e e f i n gp r o b l e m s ． B a s e do nt h ea n a l y s i so fr o a d w a yd e f o r m a t i o nc h a r a c t e r i s t i c s 、f a c t o r sa n di t s m e c h a n i s ma n d 也ec o r r e s p o n d i n gm e a s u r e m e n to fX u t u a nc o a lm i n ee n g i n e e r i n g g e o l o 西c a lc h a r a c t e r i s t i C S 。t h i st i t l eh a sr e s e a r c h e dc r e e pd y n a m i ce v o l u t i o nl a w 、 d y n a m i cs i m u l a t i o nr e s e a r c ha n ds u b s t a n t i a Ic o m m e r c i a lt e s to fd e e ph i 曲s t r e s ss o f t r o a d w a ys u r r o u n d i n gr o c ka n dt h er e s e a r c hi sb a s e dO nt e s tw e l lo fH u a i b e iM i n i n g C o ．．L t d ．X u t u a nc o a lm i n e ．T h ea r t i c l ec o n t e n t sb a s a le x p e r i m e n tr e s e a r c h 、 t h e o r e t i c a lr e s e a r c h 、a n a l y t i cc o m p u t a t i o na n dc o m p u t e rd y n a m i cs i m u l a t i o na n a l y t i c t e c h n i q u er e s e a r c h ．S t e a d ys u b s t a n t i a lc o m m e r c i a lt e s th a sb e e ni r lp r o g r e s s ，a n di th a s a c h i e y e dd e s i r e de f f e c ta n dh a sp r o v e dc o r r e c t n e s so ft h es u r r o u n d i n gr o c kc r e e p p r o c e s sr u l ea n a l y z e d ． F i g u r e 【7 6 】t a b l e 【19 】r e f e r e n c e [ 51 】 K e y W o r d s c r e e p ；n u m e r i c a ld y n a m i cs i m u l a t i o n ；s o f tr o c kr o a d w a y ；A B A Q U S C h i n e s eb o o k sc a t a l o g 万方数据 目录 日求 摘 要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．I A b s t r a c t ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 I 1 绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．1 课题来源⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．2 研究背景及意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．3 国内外研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．3 ．1 软岩蠕变的试验研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 1 ．3 ．2 岩石蠕变的本构模型研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 】_ 3 - 3 岩石蠕变模型的辨识研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 1 ．4 研究方法及内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 1 ．4 ．1 研究路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～4 】．4 ．2 研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 】．4 - 3 独创新颖之处⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 2 巷道变形特征与变形因素分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 2 ．1 软岩巷道变形破坏特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～5 2 ．2 巷道变形因素分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 2 ．2 ．1 原生因素⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2 ．2 ．2 次生因素⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．9 2 ．2 ．3 支护因素⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一16 2 ．2 ．4 围岩变形本质因素总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 6 3 围岩变形机理分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 9 3 ．1 岩石变形性质分类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 9 3 ．2 岩石变形区域划分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 9 3 ．3 围岩变形、破坏的形式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 0 3 ．3 ．1 强度破坏⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 0 3 ．3 ．2 蠕变⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 1 3 ．3 ．3 蠕变导致围岩力学性质的大幅降低并最终发生强度破坏⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 3 ．4 围岩松动圈发生与发展机理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 l 3 ．4 ．1 围岩松动圈发生机理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 l 3 ．4 ．2 围岩松动圈发展机理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 2 3 ．5 围岩质点蠕变动力演化规律⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 3 3 ．5 ．1 应力集中程度的不断提高导致围岩蠕变动力不断增强⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 3 3 ．5 ．2 工程地质条件对围岩蠕变动力演变规律的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 3 3 ．5 ．3 支护强度对围岩蠕变动力演变规律的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 5 3 ．5 ．4 围岩性质变化对围岩蠕变动力的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 7 4 工程地质分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 9 4 ．1 地层⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 9 4 ．1 ．1 区域地层⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 9 4 ．1 ．2 许疃煤矿矿井地层⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31 4 ．2 构造⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 1 4 ．2 ．1 区域构造特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一31 4 ．2 ．2 区域构造的几个基本事实⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 3 万方数据 安徽理工大学硕士论文 4 ．2 ．3 区域构造成因浅析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 3 4 2 ．．4 许瞳煤矿矿井构造⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 4 4 ．3 煤岩层岩性特征及物理力学性质⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 5 4 ．3 ．1 许疃煤矿煤岩层特征及物理力学性质⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 5 4 ．4 矿井水文地质⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 7 4 ．4 ．】区域矿井水文地质特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 7 4 ．4 ．2 许瞳煤矿矿井涌水量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 8 4 ．5 许瞳煤矿试验巷道围岩物理力学性能测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 8 4 ．5 ．1 综述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 8 4 ．5 ．2 测试试件展示⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 9 4 ．5 ．3 测试结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 0 4 ．6 许疃煤矿试验巷道围岩流变性能测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 2 4 ．6 ．1 实验设备⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 2 4 ．6 ．2 实验方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 2 4 ．6 - 3 实验数据采集⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 3 4 ．6 ．4 泥岩的流变特性试验结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 3 4 ．6 ．5 砂岩的流变特性试验结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 3 4 ．7 许疃煤矿取样岩石化学组分分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 5 4 ．7 ．1 许疃煤矿取样岩石的矿物组成分波谱分析⋯⋯⋯⋯．- - ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 5 4 ．7 ．2 许疃煤矿取样岩石的矿物组成分分析结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 6 5 软岩层厚度对巷道蠕变影响的模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 7 5 ．1 数值模拟方法概述及A B A Q U S 软件简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 7 5 ．1 ．I 数值模拟方法概述及软件介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 7 5 ．1 2A B A Q U S 简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 8 5 ．1 ．3A B A Q U S 蠕变模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 9 5 ．2 软岩层厚度对巷道影响的模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 9 5 ．2 ．1 巷道围岩蠕变动力演化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。4 9 5 ．2 ．2 模型简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 0 5 ．2 ．3 不同岩性岩石巷道模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 0 5 ．2 ．4 软岩厚度逐步增加时巷道变形情况的模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 9 6 巷道围岩蠕变规律变形监测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 7 6 ．1 许疃煤矿3 3 进风暗斜井蠕变规律监测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 7 6 。I ．I 测站位置选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 7 6 ．1 ．2 测站内侧点布置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 7 6 。1 ．3 测点安设方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 7 6 ．1 ．4 测试仪器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 7 6 ．1 ．5 观测结果整理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 8 6 ．1 ．6 结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。7 2 6 ．2 基础试验研究总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 2 结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一7 4 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一7 5 致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一7 8 作者简介及读研期间主要科研成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一7 9 I V 万方数据 C o n t e n t s C o n t e n t s A b s t r a c t ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯．．．．．．⋯⋯⋯．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．I I 1I D l r o d u c f i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．1F o u n t a i no f t h i sp r o g r a m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 1 ．2B a c k g r o u n da n ds i g n i f i c a n c e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．3R e s e a r c ha c t u a l i t y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．3 ．1E x p e r i m e n t a ls t u d yo f s o f tr o c kc r e e p ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 ．3 ．2R e s e a m ho fr o c kc r e e pc o n s t i t u 矗v em o d e l ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 13 ．3I d e n t i f i c a t i o ns t u d yo f r o c kc r e e pm o d e l ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 1 ．4R e s e a r c hm e 吐l o 1 sa n dc o n t e n t s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 ．4 ．1R e s e a r c hr o u t e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯4 1 ．4 ．2R e s e a r c hc o n t e n t ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．⋯⋯⋯．．．4 1 ．4 ．3I n t e r e s t i n ga n do r i g i n a li d e a s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 2A n a l y s i so f r o a d w a yd e f o r m a t i o nc h a r a c t e r i s t i e sa n df a c t o r s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．5 2 ．1D e f o r m a t i o na n df a i l u r ec h a m c t e r i s t i C So f s o f tr o c kr o a d w a y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。5 2 ．2A n a l y s i so fr o a d w a yd e f o r m a t i o nf a c t o r s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2 ．2 ．1O r i g i n a lf a c t o r s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2 ．2 ．2S e c o n d a r yf a c t o r s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．9 2 - 2 ．3S u p p o r t i n gf a c t o r s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～16 2 ．2 ，4C o n c l u s i o no f s u r r o u n d i n gr o c kd e f o r m a t i o ne s s e n t i a lf a c t o r s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 6 3 A n a l y s i s o fs u r r o u n d i n gr o c k d e f o r m a t i o n m e c h a n i s m ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 9 3 ．1R o c kd e f o r m a t i o nc h a r a c t e rc l a s s i f i c a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 9 3 ．2R o c kd e f o r m a t i o nz o n i n g ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 9 3 ．3F o r mo fs u r r o u n d i n gr o c kd e f o r m a t i o na n df a i l u r e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 0 3 ．3 ．1S t r e n g t hf a i l u r e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 0 3 3 ．2C r e e p ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 1 3 ．3 ．3C r e e pl e a d st os u r r o u n d i n gr o c km e c h a n i c sp r o p e r t i e ss i g n i f i c a n t l yr e d u c i n ga n d s t r e n g t hf a i l u r e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 1 3 ．4O c c u r r e n c ea n dd e v e l o p m e n tm e c h a n i s mo fs u r r o u n d i n gr o c kb r o k e nr o c k z o n e ⋯．⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．⋯．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯．．．．⋯⋯⋯⋯⋯．．．2 I 3 ．4 ．1O c c u r r e n c em e c h a n i s mo f s u r r o u n d i n gr o c kb r o k e nr o c kz o n e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 1 3 ．4 ．2D e v e l o p m e n tm e c h a n i s mo f s u r r o u n d i n gr o c kb r o k e nr o c kz o n e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 2 3 ．5C r e e pd y n a m i ce v o l u t i o no f s u r r o u n d i n gr o c km a s sp o 血⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 3 3 ．5 ．1C o n s t a n ti m p r o v e m e n to f t h es t r e s sc o n c e n t r a t i o nl e a d st os u r r o u n d i n gr o c kc r e e p p o w e rg r o w i n g ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯⋯．⋯．．⋯⋯．⋯．．⋯⋯⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．，．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．2 3 3 ．5 ．2l n 丑m 髓c eo fe n g i n e e r i n gg e o l o g i c a lc o n d i t i o n so nc r e e pd y n a m i ce v o l u t i o nl a w ．2 3 3 ．5 ．3I n f l u e n c eo f s u p p o r t i n gi n m a s i t yo nc r e e pd y n a m i ce v o l u t i o nl a w ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2 5 3 ．5 ．4I n n 呦c eo f s u r r o u n d i n gr o c kp r o p e r t i e sc h a n g i n go nc r e e pp o w e r ⋯⋯⋯⋯⋯一2 7 4T h ee n g i n e e r i n gg e o l o g ya n a l y s i s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。2 9 4 ．1S t r a t u m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 9 4 ．1 ．1 R e g i o n a ls l y a l a ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 9 4 ．1 ．2X u t u a nc o a lm i n es l r a t a ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．31 V 万方数据 安徽理工大学硕士论文 4 ．2S m w t u r e ⋯．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 1 4 ．2 ．1R e g i o n a ls l r u 髓 u r ec h a r a 硎s 石c ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．31 4 ．2 ．2S o m eb a s i cf a r e so f r e g i o n a ls b l 】c t l Ⅱl } e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 3 4 ．2 ．3B r i e fa n a l y s i so fr e g i o n a lu 戈t o n i cg 叻e s i s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 3 4 ．2 ．4X u t u a nc o a lm i n es u u c t u r e ．．⋯．．．⋯．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．3 4 4 ．3C o a lr o c kl i t h o l o g ya n dp h y s i c a la n dm e c h a n i c a lp r o p e r t i e s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 5 4 ．3 ．1X u t u a nc o a lm i n ec o a lr o c kl i t h o l o g ya n dp b y s i c a la n dm e c h a n i c a lp r o p e r t i e s ⋯3 5 4 ．4M i l l eh y d r o g e o l o g y ⋯．⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．⋯⋯⋯．；7 4 ．4 ．1R e g i o n a ll n i n eh y d r o g e o l o g i e a lc h a r a c t e r i s t i c s ．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．．．3 7 4 ．4 ．2X u t u a nc o a ll n i n ec o a lw a t c ri n f l o w ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 8 4 ．5X u t u a nc o a lm i n ee x p e r i m e n tr o a d w a ys u r r o u n d i n gr o c kp h y s i c a la n d m e c h a n i c a lp e r f o r m a n c et e s t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯．⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯．⋯．⋯⋯⋯．l { ； 4 ．5 ．1S u m m a r i z a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 8 4 ．5 ．2T e s ts p e c i m e ns h o w ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 9 4 ．5 ．3T e s tr e s u l t s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 I 4 ．6X u t u a nc o a lm i n ee x p e r i m e n tr o a d w a ys u r r o u n d i n gr o c k r h e o l o g i c a l p r o p e r t i e st e s t ．．．．．．⋯．．⋯．⋯．．．．⋯⋯．．⋯．⋯．．⋯．．⋯．．．．．．．．．．．⋯．⋯．．．．⋯．．⋯．⋯．．⋯．．⋯．．．⋯．．⋯．．z I 1 4 ．6 ．1E x p e r i m e n t a le q u i p m e n t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 2 4 ．6 ．2E x p e r i m e n t a lp r o g r a m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．．4 2 4 ．6 ．3E x p e r i m e n t a ld a t aa c q u i s i t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 3 4 ．6 ．4M u d s t o n er h c o l o g i c a lp r o p e r t i e st e s tr e s u l t sa n a l y s i s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 3 4 ．6 ．5S a n d s t o n er h e o l o g i e a lp r o p e r t i e st e s tr e s u l t sa n a l y s i s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 3 4 ．7X u t u a nc o a lm i n es a m p l i n gr o c kc h e m i c a lc o m p o s i t i o na n a l y s i s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 5 4 ．7 ．1X u t u a nc o a lm i n es a m p l i n gr o c kc h e m i c a lc o m p o s i t i o np o pa n a l y s i s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 5 4 ．7 ．2X u t u a nc o a lm i n es a m p l i n gr e c kc h e m i c a lc o m p o s i t i o na n a l y s i sc o n c l u s i o n ⋯⋯．4 6 5S i m u l a t i o no ft h ee f f e c to fs o f tr o c kt h i c k n e s so nr o a d w a yc r g e l ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 7 5 ．1O v e r v i e wo f n u m e r i c a ls i m u l a t i o nm e t h o da n db r i e f i n t r o d u c t i o no f A B A Q U S s o f t w a r e ⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯．⋯⋯⋯⋯．．．．⋯．．⋯．．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．．．．．．．⋯．⋯．．⋯．．⋯．．．．