采矿与安全工程学报 ›› 2020, Vol. 37 ›› Issue (5): 1045-1053.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2020.05.022

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侧限条件下陷落柱破碎岩体的渗流特性研究

张勃阳,林志斌,吴疆宇,侯明姣   

  1. 1.河南理工大学土木工程学院,河南 焦作 454000;2.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏 徐州 221116;3.山东正元地质资源勘查有限责任公司,山东 济南 250013
  • 出版日期:2020-09-15 发布日期:2020-10-07
  • 通讯作者: 林志斌 E-mail:linzhibin@hpu.edu.cn Tel:18839101788
  • 作者简介:张勃阳(1988— ),男,河北省秦皇岛市人,讲师,主要从事岩石力学与渗流力学方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(41807209,51708185,51774110,51778215);河南省高校科技创新人才支持计划项目(19HASTIT047)

Seepage characteristics of broken rock inside collapse column under application of lateral limited uniaxial compression

  • Online:2020-09-15 Published:2020-10-07

摘要: 采动影响下陷落柱内部破碎岩体极易发生二次破坏,造成孔隙度和分形维数同时改变,致使其渗透率突变而引发突水灾害。基于此,现场开展陷落柱取样,按相同质量比配制陷落柱和石灰岩试样,测试并分析其孔隙度、分形维度以及渗透率在有侧限单轴压缩条件下的变化影响规律。研究表明:1) 陷落柱和石灰岩试样的孔隙度均随轴压的增大呈指数衰减式减小,但陷落柱试样孔隙度的减小幅度比略大于石灰岩;2) 当轴压小于6 MPa时,破碎岩体分形维数随轴压变化明显,尤其是陷落柱试样,其分形维数变化率可达18.5%,而石灰岩仅为9.3%;3) 引入分形维度对破碎岩体渗透率与孔隙度的表达式进行修正,较好地描述了陷落柱在不同轴压下渗透行为的演化特征。

关键词: 陷落柱, 破碎岩体, 侧限单轴压缩, 孔隙度, 分形维度

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