深部岩石力学
深部开采岩体力学研究
Fig.2 Development trends of average mining depth of key
coal mines in China
3 国内外深部研究现状
早在 20 世纪 80 年代初，国外已经开始注意对 深井问题的研究。1983 年，原苏联的权威学者就提 出对超过 1 600 m 的深(煤)矿井开采进行专题研究。 当时的西德还建立了特大型模拟试验台，专门对 1 600 m 深矿井的三维矿压问题进行了模拟试验研 究。1989 年岩石力学学会曾在法国专门召开“深部 岩石力学”问题国际会议，并出版了相关的专著。 近 20 a 来，国内外学者在岩爆预测、软岩大变形机 制、隧道涌水量预测及岩爆防治措施(改善围岩的物 理力学性质、应力解除、及时施作锚喷支护、合理 的施工方法等)、软岩防治措施(加强稳定掌子面、 加强基脚及防止断面挤入、防止开裂的锚、喷、支， 分断面开挖等)等各方面进行了深入的研究，取得了 很大的成绩。一些有深井开采矿山的国家，如美国、 加拿大、澳大利亚、南非，波兰等，政府、工业部
4深部工程岩体的地质力学特性和浅部岩体相比深部岩体更突显出具有漫长地质历史背景充满建造和改造历史遗留痕迹并具有现代地质环境特点的复杂地质力学材料图i地质力学历史ii现代地质力学特点ii未来力学行为1图3深部岩体地质力学特点深部工程岩体产生冲击地压岩爆瓦斯突出流变底板突水等非线性力学现象的原因归根结底是由于深部岩体因其所处的地球物理环境的特殊性和应力场的复杂性所致
1引言
深部开采工程岩石力学主要是指在进行深部资
源开采过程中而引发的与巷道工程及采场工程有关 的岩石力学问题。
随着对能源需求量的增加和开采强度的不断加 大，浅部资源日益减少，国内外矿山都相继进入深
收稿日期：2005–03–05；修回日期：2005–04–20 基金项目：国家自然科学基金重大项目(50490270)；国家基金委创新群体基金资助项目(50221402)；教育部科学技术研究重大项目(10405) 作者简介：何满潮(1956–)，男，博士，1985 年毕业于长春地质学院水文工程地质系工程地质专业，现任教授、博士生导师、国家自然科学基金重大 项目(50490270)首席科学家，主要从事岩石力学理论及工程方面的教学与研究工作。E-mail：hemanchao@。
深部岩体力学与开采理论研究进展
深部岩体力学与开采理论研究进展随着矿产资源的不断开采，浅层矿产资源日益枯竭，矿产开采逐步向深部转移。
深部岩体力学与开采理论作为矿产资源开采的重要支撑，近年来取得了长足的发展。
本文将探讨深部岩体力学与开采理论的研究现状及进展，旨在为相关领域的研究提供参考和借鉴。
深部岩体力学与开采理论是一个涉及多个学科领域的复杂系统。
在研究过程中，需要综合运用地球物理学、地质学、岩石力学、采矿学等多个学科的知识和方法，以揭示深部岩体复杂的物理、力学行为和开采过程中的动态变化规律。
针对深部岩体力学与开采理论的研究，国内外学者已取得一系列重要成果。
在理论方面，建立了深部岩体应力场、位移场分析方法，提出了多种数值计算模型和数值求解技术，为准确预测岩体动态行为提供了有效手段。
在实践方面，不断探索和发展了各种高效、安全的采矿技术和装备，为实现深部矿产资源的高效、安全开采提供了重要保障。
然而，深部岩体力学与开采理论仍面临诸多挑战和问题。
深部岩体复杂的物理、力学特性给理论研究带来很大困难，需要加强基础理论研究，深入揭示深部岩体的力学行为和变形规律。
深部开采过程中岩体应力场、位移场的调控技术和装备亟待研发，以实现开采过程的安全、高效和可控。
针对不同地域、不同矿种的开采技术需要进一步集成和创新，以满足多样化的矿产资源需求。
深部岩体力学与开采理论是矿产资源开采的重要基础，在未来的研究中需要不断加强基础理论、关键技术和装备的研究和开发，以适应矿产资源开采深度和广度的不断增加，推动我国矿业事业的持续发展。
需要重视学科交叉和融合，加强国内外学术交流与合作，共同推进深部岩体力学与开采理论的研究和应用水平不断提升。
深部岩体力学与开采理论是采矿工程领域的重要研究方向。
本文将探讨这一领域的研究构思和预期成果展望。
深部岩体力学与开采理论的研究目标包括： a.深入了解深部岩体的应力场和变形特征； b.探究采矿活动对周围环境的影响； c.提出有效的开采技术和方法，提高开采效率； d.确保开采过程的安全性和环境保护。
页岩储层深部地质力学机理
页岩储层深部地质力学机理
页岩储层深部地质力学机理涉及到地球深部特殊环境下岩石力
学特性的研究，是页岩气开发中的关键问题。
在深部地质环境中，
岩石受到高温高压、地应力等多重因素的作用，其物理力学特性表现出显著的非线性和非弹性行为。
此外，页岩储层的微观结构也会对其宏观力学行为产生重要影响。
页岩储层深部地质力学机理的研究需要综合运用实验研究、数值模拟和实际开采数据的分析，以揭示页岩储层的力学特性和变形机制，并为气藏开发提供理论基础和技术支撑。
该领域的研究内容包括岩石本构模型、地应力及其变化规律、断裂与裂隙发育特征、岩石破裂机制及其对渗透性的影响等。
目前，页岩储层深部地质力学机理研究已成为国内外学者关注的热点领域之一，相关成果也为页岩气勘探开发提供了重要支持。
但是，仍需要进行更深入的研究，以应对日益增长的页岩气开采难度和环境风险。
- 1 -。
深部开采工程岩石力学现状及其展望
深部开采工程岩石力学现状及其展望摘要：随着浅部资源的日益减少，进入深部开采已成为国内外矿产资源开采的必然趋势。
深部“三高一扰动”的复杂力学环境，使得深部岩体力学特性及其工程响应有着明显的不同，同时也在造成了岩爆、突水、顶板大面积来压和采空区失稳等灾害性事故在程度上加剧，频度上提高，成灾机理更加复杂。
因此，正确认识深部开采工程岩行力学与浅部开采岩石力学的区别，深入研究深部开采条件下的岩体力学特性、工程稳定性控制理论及其设计方法，对于避免深部资源开采中的重大事故发生，降低深部开采的成本，提高经济效益，保证21世纪我国主体能源的后备储量，具有重要的理论指导意义和现实意义。
关键词：深部开采；岩石力学；现状；展望深部开采岩石力学，主要是指在进行深部资源开采过程中引发的与巷道工程及采场工程有关的岩石力学问题。
目前，对能源的需求逐步增加，开采强度也不断加大，这些都造成了浅部资源的日益减少，因而国内外的矿山都相继进入深部资源开采状态。
而开采深度的不断增加，工程灾害也随之增多，这对深部资源安全高效的开采造成了巨大威胁。
1.深部开采岩体的力学特点1.1开采环境深部开采和浅部开采最明显的区别在于深部岩石所处的特殊环境，也就是“三高一扰动”的复杂力学环境。
“三高”主要是指高地温、高地应力和高岩溶水压。
“一扰动”主要是指强烈的开采扰动。
当进入深部开采后，岩体呈现塑性状态，即由各向不等压的原岩应力引起的压、剪应力超过岩石的强度，并且对岩石造成破坏。
1.2力学行为特性深部岩石的“三高一扰动”复杂环境，对深部岩体的组织结构、基本行为特征和工程响应产生根本性的影响。
主要表现在深部岩体动力响应的突变性，深部岩体应力场的复杂性，深部岩体的大变形和强流变性，深部岩体的脆性一延性转化，深部岩体开挖岩溶突水的瞬时性等五个方面。
2 深部开采工作今后研究重点2.1强度确定在浅部开采条件下，由于所处的地应力水平比较低，其工程岩体强度一般采用岩块的强度即可，即在实验室对岩块迸行加载直至破坏所确定的强度。
深部地下工程的地质与岩石力学特性
深部地下工程的地质与岩石力学特性近年来，随着城市化进程的不断推进，越来越多的地下工程如地下停车场、地下商城以及地下交通设施等开始兴建。
在进行这些深部地下工程施工之前，对地质与岩石力学特性的认知就显得尤为重要。
一、地质特性对于深部地下工程的影响地球的地壳可以分为地外圈、地壳和地幔。
其中地外圈是地球较为稳定的部分，而地壳则是地球表面最薄的一层。
通过对地壳构造的认识，我们可以了解到地质特性对于深部地下工程的影响。
地震是地质活动的常见现象，也是深部地下工程最常见的威胁之一。
在地质构造复杂的地区，地震活动频繁，土壤和岩石层的稳定性非常重要。
因此，在进行深部地下工程施工时，要综合考虑地震活动的影响，通过合理的设计和加固措施来保证地下工程的安全。
另外，地下水的流动也是深部地下工程中需要关注的地质特性之一。
地下水的存在会导致土壤和岩石层的稳定性下降，引发地质灾害。
施工过程中，需要通过合理的排水措施，预防因地下水流动产生的不利影响。
二、岩石力学特性对于深部地下工程的重要性岩石力学是研究岩石物理和力学性质的学科，对于深部地下工程的施工、设计以及评估具有重要作用。
首先，岩石力学特性的研究可以帮助工程师了解岩石的稳定性和承载能力。
通过测试和分析岩石的强度、变形和破坏性能等力学参数，可以评估岩石层的稳定性，进而决定是否需要加固措施以及如何进行加固。
其次，岩石力学特性还可以指导地下空洞设计和支护结构设计。
地下空洞是深部地下工程中常见的工作空间，如地下停车场和地下商城等。
因此，对于地下空洞周围岩石层的力学特性进行研究和分析，可以确定合适的支护结构，确保地下空洞的稳定性和安全性。
此外，岩石力学特性还与地下水的流动密切相关。
岩石中的裂隙和孔隙可以影响地下水的渗透性和流动性。
因此，在地下工程施工过程中，需要通过对岩石力学特性的了解，合理设计地下水排水系统，避免地下水对工程的不利影响。
综上所述，深部地下工程的地质与岩石力学特性具有重要意义。
深部开采岩体力学及工程灾害控制研究
深部开采岩体力学及工程灾害控制研究摘要：深部开采岩体力学是我国国内目前相关专家的重点研究课题，其与国家和人民的生命财产安全相联系。
同时由于我国不断加深地下工程的深度，使得工程的地质环境过于复杂和特殊，导致目前的工程灾害极其严重。
为保证我国深部开采岩体力学问题的深入研究，解决存在的工程灾害问题，本文深入研究了深部岩体力学的相关问题，并希望借此提出能顾解决工程灾害的问题，为国家的发展贡献一份力量。
关键词：深部；岩体力学；工程灾害一、深部开采岩体力学的特性由于我国地下工程的不断发展，其已经逐渐与我国的经济相联系。
我国经济在今后很长一段时间里都会凭借地下能源和矿产的开发来促进经济发展，因此我国相关部门开始逐渐展开深部开采岩体力学和工程灾害控制这一课题的研究。
为更好的加快这一研究进度，需要深入分析深部岩体基本力学的特征，才能更好的解决问题。
1.1深部开采岩体力学的特性相关研究人员曾指出，温度及压力的变化对于深部岩石在脆-延转化当中有着一定程度的影响，而更加内部的影响因素则是岩石自身的内部结构变化。
尤其是岩石内部颗粒的运动、生长以及颗粒内部键之间的分裂和融合，都对岩石的转变起到了作用。
岩体的整体裂变过程包含内部能量释放和消耗，岩石发生破裂是因为内部已经消耗了一定的能量。
因此具体到物理特性即为：岩体发生破裂是因为内部材料的能量消耗积累到一定程度所发生的一种现象。
相关研究还表明，岩体的应力—应变关系在压力及温度的共同作用下会有所不同，在小于0.3%的作用下岩体具有弹性，而在大于0.3%的作用下岩体会出现非线性的弹性特性。
同时，如果为岩体进行升温，岩体并未出现突出的热开裂情况，但是如果对岩体进行降温则其本身会出现开裂情况，这是因为岩体在冷却中部分内部颗粒性质变化不均引起岩体变形不均。
1.2 深部巷道围岩峰后破裂变化与失稳措施研究岩体弹性变形条件之一是岩体破裂所产生的自由度，通过相关研究，可以看出岩石的破裂与变形的发生是相互伴随出现的，这样就可以确定较软质岩石出现延性特性的大致变化区间。
深部岩体力学
深部岩体力学
深部岩体力学是研究地壳深部岩石在高地应力、高温高压等极端条件下的力学行为和变形机制的学科。
它涉及地质学、岩石力学、工程地质学等多个学科领域，对于资源开发、地质灾害防治、地下工程建设等具有重要的理论和实际应用价值。
深部岩体力学的研究内容包括深部岩石的物理力学性质、变形特征、破裂机制、流体-岩石相互作用等方面。
通过实验、理论分析和数值模拟等手段，研究人员可以深入了解深部岩石的力学行为和变形规律，为资源开发、地质灾害预测和地下工程设计提供科学依据。
在资源开发方面，深部岩体力学可以为深部矿产资源的勘探和开采提供关键技术支持。
例如，通过研究深部岩石的破裂机制和变形特征，可以优化深井开采方案，提高矿产资源的回收率。
在地质灾害防治方面，深部岩体力学可以为地震、滑坡、崩塌等地质灾害的预测和防治提供科学依据。
例如，通过研究深部岩石的应力状态和变形规律，可以预测地震活动和滑坡灾害的发生，采取相应的防治措施。
在地下工程建设方面，深部岩体力学可以为地下隧道、地下空间开发等工程提供设计和施工的技术支持。
例如，通过研究深部岩石的力学性质和变形特征，可以优化工程设计，降低工程风险。
总之，深部岩体力学是一门重要的学科，对于资源开发、地质灾害防治和地下工程建设等领域具有重要的理论和实际应用价值。
随着科技的不断进步和研究的深入，深部岩体力学将为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
深部开采围岩力学特征
浅析深部开采围岩力学特征摘要：本文旨在深入分析深部开采围岩力学特征。
结合文献研究、实验研究和工程实践，我们运用一定的理论和技术手段较为全面、系统地识别、描述和利用深部开采围岩力学特征。
文中对围岩强度、变形特性、孔隙结构、压密性能等力学特征做了详细的探讨，探究不同变形特性对深部围岩的影响。
最后，本文提出了运用深部围岩力学特征的实际意义，并根据实践结果提出了一些改进建议。
关键词：深部开采，围岩力学特征，强度，变形特性，孔隙结构，压密性能正文：深部开采围岩力学特性是深部开采工程安全和稳定性的关键指标之一。
围岩的力学特性包括其强度、可塑性、孔隙结构、压密性能等方面内容，其中变形特性的研究是围岩力学特性的重点。
文献研究表明，多孔砂岩围岩属于高强度、高弹性、低抗压变形特性弱的类型，它具有较大的变形能力，在受力时可以形成空隙，减小受力；碳酸盐岩、火山碎屑岩等围岩属于低强度、低弹性、低抗压变形特性强的类型，它们具有较少的变形能力，在受力时容易出现裂缝。
此外，建立地质围岩力学参数的实验研究技术逐渐完善，受试体的粒度结构和孔隙结构的影响力学特性的实验研究得到了很大的发展。
以上研究为深部开采围岩力学特性的研究提供了依据。
在实际工程中，应用深部围岩力学特性进行变形控制和开采稳定性研究是深部围岩力学特性研究的实践目标。
根据实践结果，我们可以对具体情况有更深刻的理解，进行准确的把握，有效地改进和优化工程设计，并采取有效的技术措施，减少施工风险。
综上所述，深入分析深部开采围岩力学特征很重要。
文中运用一定的理论和技术手段，对不同变形特性对深部围岩的影响做了详细的研究，并提出了运用深部围岩力学特征的实际意义和改进建议。
围岩力学性质又可以分为硬度、可塑性、摩擦特性和密实度等4个方面。
硬度指的是材料的抗弯抗压能力，可塑性指的是材料的变形能力，摩擦特性指的是材料的抗滑能力，密实度指的是材料的孔隙结构。
工程实践表明，深部开采围岩中极度可塑性材料会使地质环境失稳，而极度硬度材料会导致巷道或井壁破坏，这些都会对开采安全带来重大威胁。
深部高应力下蚀变岩力学特性与采动破裂机理及灾害调控
灾害调控研究现状
03
研究内容与方法
研究内容
研究深部高应力下蚀变岩的力学特性
研究深部高应力环境下蚀变岩的强度、硬度、韧性和塑性等力学性质，分析这些性质与应力水平的关系。
采动破裂机理研究
探讨采动过程中，特别是深部开采过程中，蚀变岩的破裂行为和破裂规律，分析破裂的产生、发展和失稳过程。
灾害调控方法研究
针对深部高应力下蚀变岩的灾害风险，研究有效的灾害防控措施和调控方法，包括监测技术、防护措施和管理策略等。
01
02
03
通过岩石力学实验、破裂实验和采动模拟实验等方法，研究深部高应力下蚀变岩的力学特性和破裂规律。
研究方法
实验室研究
利用数值模拟软件，如FLAC、RFPA等，对采动过程中的蚀变岩破裂行为进行模拟和分析。
研究现状及分析
采动破裂的基本概念
采动破裂是指由于地下开采引起的应力变化和岩体损伤，导致岩体发生破裂和位移的现象。采动破裂是一种常见的地质灾害，对地下工程的安全和稳定具有重要影响。
研究现状及分析
目前，国内外对采动破裂的研究主要集中在采场周围的岩石破裂和位移方面。其中，数值模拟和理论分析是主要的研究方法，涉及的模型包括弹性模型、塑性模型、破裂模型等。此外，一些现场监测和实验研究也得到了广泛应用，以揭示采动破裂的机理和规律。然而，目前的研究还存在一些不足之处，如对采动破裂的微观机制认识不足、对多场耦合作用下的采动破裂研究不够深入等。因此，需要加强这方面的研究工作。
蚀变岩的单轴抗压强度与原始岩石的强度和蚀变程度有关，蚀变程度越高，强度越低。
蚀变岩的变形特性
弹性变形
蚀变岩在受力后会发生弹性变形，其弹性模量和泊松比与原始岩石有所不同。
05
深部开采岩体力学研究
深部开采岩体力学研究一、本文概述《深部开采岩体力学研究》一文旨在深入探讨和分析深部开采过程中岩体力学的相关理论和实际问题。
随着矿产资源的日益枯竭，深部开采已成为矿业工程领域的重要发展方向。
然而，随着开采深度的增加，岩体的力学行为、稳定性以及开采工艺等方面都面临着一系列新的挑战和难题。
因此，本文旨在通过对深部开采岩体力学的研究，为深部矿产资源的安全、高效开采提供理论支持和技术指导。
本文首先介绍了深部开采岩体力学的研究背景和意义，阐述了深部开采过程中岩体所受到的高地应力、高温、高渗流等复杂环境因素的影响，以及这些因素对岩体稳定性和开采工艺的影响。
接着，文章综述了国内外在深部开采岩体力学领域的研究进展和现状，分析了当前研究中存在的问题和不足。
在此基础上，本文重点研究了深部开采岩体的力学特性、破坏机理和稳定性分析方法。
通过理论分析和实验研究相结合的方法，揭示了深部开采岩体的力学行为规律，提出了相应的破坏判据和稳定性分析方法。
文章还探讨了深部开采过程中的岩石力学与采矿工程的相互作用关系，为优化深部开采工艺和提高开采效率提供了理论依据。
本文总结了深部开采岩体力学研究的主要成果和创新点，指出了未来研究的方向和重点。
通过本文的研究，可以为深部开采的安全、高效进行提供有益的参考和借鉴，推动矿业工程领域的持续发展和进步。
二、深部开采岩体力学基础随着矿业资源的不断开采，深部开采已成为矿业发展的重要趋势。
深部开采岩体力学作为研究深部岩体在采动影响下力学行为及稳定性的科学，对于确保深部矿山的安全生产具有重要意义。
深部开采岩体力学的基础在于对岩体的基本性质、赋存环境以及采动影响下的响应机制进行深入分析。
岩体的基本性质包括其强度、变形特性、节理裂隙发育情况等，这些都是影响深部岩体稳定性的关键因素。
岩体的赋存环境，如地应力场、温度场、渗流场等，也是深部开采岩体力学研究中必须考虑的因素。
这些环境因素对岩体的力学行为有着显著的影响，如高地应力可能导致岩体破裂、高温高压环境可能改变岩体的物理力学性质等。
深部开采模拟中岩体力学参数的取值研究
深部开采模拟中岩体力学参数的取值研究章节提纲：一、引言1. 研究背景和意义2. 国内外研究现状及不足3. 研究目的和意义二、相关理论1. 岩石力学基础知识2. 岩体力学参数及其意义3. 岩石力学行为分析方法三、实验与数据分析1. 实验设计2. 实验过程和数据采集3. 实验数据分析方法和结果展示四、数值模拟1. 模拟原理和方法2. 岩体力学参数取值及其影响因素3. 模拟结果分析五、结论与展望1. 结果总结2. 研究不足和今后工作展望3. 对深部开采的启示与建议注：以上提纲是一篇深部开采模拟中岩体力学参数的取值研究的论文提纲，仅供参考。
具体实施时应按照研究内容和方法来具体拟定章节内容。
第一章节：引言1. 研究背景和意义随着人类社会的发展，对能源、矿产资源的需求越来越大，深部开采已经成为了现今最重要的采矿方式之一，与此同时也带来了很多的岩石力学问题。
岩石力学是煤矿、金属矿、石油等领域中不可忽视的重要分支，它研究了岩石在不同应力环境下的变形和破坏特征，掌握岩石的物理特性、机械性质，可以有效地指导深部开采的方向和节约采矿资源的有效利用。
但是，现实情况中，岩体实际受到的载荷极其复杂，导致岩石力学参数的取值异常困难，给深部开采带来了巨大的挑战。
2. 国内外研究现状及不足近年来，国外已经开展了大量深部开采和岩石力学研究工作，通过对大量的现场测试数据和实验室测试数据进行整理和分析，研究出了较为合理的参数取值，能够一定程度上指导了深部开采的进行。
但是，国内在深部开采方面的研究相对较少，缺乏实际案例和数据的支撑，且普遍缺乏深入的理论分析。
3. 研究目的和意义基于以上的分析，本文将通过实验和数值模拟的方式，对深部开采模拟中岩体力学参数的取值研究进行分析，目的是找到一种合理的方式提取有价值的信息，为深部开采提供合理的指导和支持；同时，以数值模拟为工具，研究深部岩体状况，实现对岩体控制全过程的精确预测，并对未来深部开采研究工作提出一些可行性建议，为我国的深部开采和矿山安全生产提供一定参考价值。
对于矿山深部开采岩体力学及工程灾害控制研究
对于矿山深部开采岩体力学及工程灾害控制研究摘要：深部采矿岩石力学问题是当前我国有关领域的一个热点问题，关系到国家和民众的生命和财产的安全。
同时，随着我国地下能源开采的深入，其地质条件也越来越复杂，越来越具有特殊性，致使当前的工程灾害十分严峻。
为了进一步深入地开展深部采矿的岩体力学问题，并针对这些问题进行了深入的探讨，以期能够为今后进一步解决这些问题提供参考，从而为祖国的发展做出自己的一份贡献。
关键词：深部；岩体力学；工程灾害一、深部开采岩体力学的特性随着中国地下矿产开采的持续发展，它逐渐与中国的经济联系在一起。
随着国家的发展，我们国家的发展将主要依靠地下能源和矿物的开发，所以我们国家的相关机构也在逐步地开展深度采矿和工程灾难控制，为了加快该领域的进展，需要对深部岩石的基本机械特性进行细致的分析，从而使其得到切实的应用。
1.1深部开采岩体力学的特性研究表明，由于岩石本身的内向变化，地层的温度和压力变化会给岩石带来不同的伤害，而造成这种变化的主要原因就在于岩石本身的内部变化。
尤其是岩石内部的颗粒运动、生长破裂和颗粒之间的断裂与融合，对岩石的变化也有一定的影响。
岩石整体的断裂是因为岩石的内部结构已经消耗了大量的能源，岩石的断裂是因为岩石的内部构造已经消耗了大量的能源。
因此，它的物理性质就是：岩石的开裂是因为岩石的热量被消耗到了某种地步。
结果表明，在压力和湿度共同作用下，岩石的应力－应变关系存在差异，0.3%以下岩石具有弹力，大于0.3%时岩石具有弹性特征。
同时，在对岩体进行升温的情况下，不会发生明显的热烈现象，但在降低温度的情况下，岩体本身就会开裂；这是由于在冷却过程中，局部的岩石内部结构颗粒的特性发生了不均匀的改变，导致了岩石的非均质性。
1.2深部巷道围岩峰后破裂变化与失稳措施研究在岩石的挤压和变形中，有一个重要的因素就是岩石断裂的可玩性，通过对岩石断裂和岩石的破坏和变形是相互影响的，从而可以确定松软塑性岩石的延展特征。
关于深部岩石力学综述
关于深部岩石力学的综述采矿1201班学号：020******* 姓名：张伟摘要: 深部地层防斜打直问题和深部硬地层快速钻进问题是深井、超深井钻井中两大技术难题, 是制约深井、超深井钻井发展的技术关键。
深部井眼岩石力学的研究, 特别是深部井眼岩石可钻性和岩石各向异性的研究, 是解决深井、超深井钻井关键技术的重要课题。
文章充分调研了国内外深井、超深井钻井状况, 分析深井、超深井钻井存在的主要技术难题、钻井岩石力学在深井、超深井中的应用、深井、超深井钻井的关键技术及钻井岩石力学在深井、超深井钻井中的作用, 分析了深部岩石力学在深井、超深井钻井中的井眼稳定技术、井斜控制技术、高效破岩技术和地层压力的钻前定量预测等关键技术上的发展前景。
深井是指完钻井深为4500 ~ 6000 m 的井, 超深井是指完钻井深为6000 m 以上的井, 超过9000m的井称为特超深井, 井底地层岩石的温度将超过200 e , 压力将大于50 M P a。
因此, 深部岩石受到高应力场和变化的温度场的共同影响。
一方面温度场影响岩石材料的物理力学性质以及温度场的变化导致热应力问题; 另一方面是与岩石材料变形有关的热力学参数变化以及内部能量耗散过程对温度场的影响。
井下地层岩石性能将发生明显的变化: ( 1 ) 井底围压将使岩石硬度增加, 塑性增强。
当井眼打开后, 井底岩石受到上覆岩层压力、钻井液液柱压力和由上覆岩层压力产生的水平地应力的作用。
在这些压力的作用下, 必然导致岩石的硬度增加和塑性增大, 并且在一定的液柱压力下, 岩石将从脆性破坏转变为塑性破坏。
因此, 在深井钻井过程中, 随着井眼的加深或钻井液密度的增大, 岩石硬度和塑牲的增大以及钻头齿每次与岩石的作用所破碎岩石的体积减小, 引起钻进速度下降[ 3]。
( 2 ) Wong TE总结了8种岩石强度与温度的关系, 如图1所示。
从图1中可看出, 岩石的强度随着温度的升高而有所下降, 而下降的趋势与岩石的类型有密切关系。
深部岩体力学基础(何满潮,钱七虎等著)PPT模板
学第
的 概 念 体 系
章 深 部 岩 体
力
2
0 1
2.1深部的科 学现象
0 4
2.4深部的科 学定义
0 2
2.2深部工程 灾害的成因
0 5
2.5深部工程 提出的挑战
0 3
2.3深部的分 区及其特征
0 6
参考文献
04
第3章深部岩体地质构造精细探测
第3章深部岩体地质构造精细探 测
3.1国内外研究现状 3.2P-SV转换波转换点的精确解 3.3三参数AVO反演技术和瓦斯 突出危险区域预测 3.4预测构造煤分布的地球物理 反演方法 参考文献
09
第8章深部动压巷道围岩稳定性及其控制
第8章深部动压巷道 围岩稳定性及其控 制
0 1 8.1国内外研究现状 0 2 8.2深部巷道围岩力学性质及其工程
稳定特点
0 3 8.3深部动压巷道围岩控制原理 0 4 8.4深部动压巷道工程稳定控制方法 0 5 8.5深井开采冲击矿压试验研究及控
制技术
06 参考文献
其判别
0 4 6.4深部采场突水机理与防治 0 5 6.5深部厚煤层综放开采可放性及覆
岩移动规律
06 参考文献
08
第7章深部静压巷道围岩稳定性及其控制
第7章深部静压巷道围岩稳定性 及其控制
7.1国内外研究现状 7.2深部静压巷道围岩稳定性控 制原理 7.3深部静压巷道工程设计方法 7.4深部巷道工程稳定控制方法 参考文献
第10章深部采场多相介质多场耦 合作用瓦斯渗流规律
10.1国内外研究现状 10.2煤层气和煤的NMRI机理研究 10.3高孔隙压低渗透煤层瓦斯运移 规律 10.4煤和瓦斯突出发生机理及预测 参考文献
深部岩土力学与地下工程国家重点实验室
深部岩体力学与开采理论研究进展
深部岩体力学与开采理论研究进展一、本文概述随着全球矿产资源需求的日益增长，深部岩体力学与开采理论的研究显得愈发重要。
本文旨在探讨深部岩体力学的基本理论、关键技术和最新进展，以及这些理论在矿产资源开采中的应用。
我们将首先概述深部岩体的基本特性，包括其力学行为、稳定性分析等方面，然后重点介绍近年来在深部岩体力学领域取得的理论突破和技术创新。
我们还将讨论这些理论在指导矿产资源开采实践中的应用，以及未来可能的研究方向。
本文的目标是为相关领域的研究人员提供一个全面的深部岩体力学与开采理论的研究进展概览，为未来的研究提供参考和借鉴。
二、深部岩体力学特性随着开采深度的增加，岩体的力学特性发生了显著的变化，这使得深部岩体力学特性的研究变得尤为重要。
深部岩体不仅承受着巨大的上覆岩层压力，还受到高地应力、高温度、高渗透压等多重因素的影响，导致其力学行为更加复杂。
深部岩体的强度特性发生了明显的变化。
随着深度的增加，岩体的单轴抗压强度、抗拉强度等力学指标均呈现出增大的趋势。
这主要是由于深部岩体经历了长期的地质作用，其内部结构更加致密，微观裂隙和缺陷得到了有效的愈合和压缩。
深部岩体的变形特性也发生了变化。
在深部高应力环境下，岩体的变形模量、泊松比等参数均有所增大，表现出更强的刚性。
同时，岩体的蠕变特性也变得更加显著，长期载荷作用下岩体的变形量随时间逐渐增加。
深部岩体的破坏模式也发生了变化。
在浅部开采中，岩体的破坏主要表现为脆性断裂，而在深部开采中，由于高应力和高温度的作用，岩体的破坏模式逐渐转变为延性破坏和剪切破坏。
这使得岩体的稳定性分析更加复杂，需要综合考虑多种因素的影响。
针对深部岩体力学特性的变化，研究者们提出了多种理论和方法来揭示其内在机理。
其中，损伤力学、断裂力学、弹塑性力学等理论在深部岩体力学特性研究中得到了广泛应用。
随着数值模拟技术和实验技术的发展，研究者们可以通过建立三维数值模型、开展室内实验和现场监测等手段来深入研究深部岩体的力学特性。
深部岩体力学研究与探索
深部岩体力学研究与探索一、本文概述《深部岩体力学研究与探索》一文旨在深入剖析和探讨深部岩体力学领域的最新研究进展与探索方向。
随着地下工程的不断深入，深部岩体力学问题日益凸显，成为制约地下工程安全、高效发展的重要因素。
本文首先对深部岩体力学的基本概念、研究意义以及国内外研究现状进行简要概述，为后续研究提供理论基础和背景支撑。
在概述过程中，本文将重点介绍深部岩体力学的研究内容、方法和技术手段，包括深部岩体的力学特性、本构关系、变形破坏机理、稳定性分析等方面。
还将探讨深部岩体力学在地下工程中的应用，如隧道、矿井、水电站等地下结构的设计、施工和运营过程中的力学问题。
本文还将关注深部岩体力学领域的前沿研究动态和发展趋势，分析当前研究中存在的问题和挑战，并提出相应的解决策略和发展建议。
通过本文的阐述，旨在为深部岩体力学领域的研究者和实践者提供全面的研究视角和深入的探索思路，推动深部岩体力学研究的不断发展，为地下工程的安全、高效发展提供有力支撑。
二、深部岩体的基本特性随着开采深度的不断增加，深部岩体的力学特性相较于浅部发生了显著的变化。
这些变化不仅体现在岩体的物理性质上，更体现在其力学行为和响应机制上。
随着深度的增加，岩体的应力状态发生了显著的变化。
由于上覆岩层的重量增加，岩体的初始应力状态逐渐由低应力状态转变为高应力状态。
这种高应力状态使得岩体的力学行为更加复杂，变形和破坏的模式也随之发生变化。
深部岩体的温度环境也发生了变化。
随着深度的增加，地温逐渐升高，这使得岩体的物理性质如弹性模量、泊松比等发生变化。
同时，高温环境还可能导致岩体的热损伤和热软化，进一步影响岩体的力学行为。
深部岩体的赋存环境也更为复杂。
由于地质构造、地下水活动等因素的影响，深部岩体往往存在大量的节理、裂隙等不连续面。
这些不连续面的存在不仅降低了岩体的整体强度，还使得岩体的变形和破坏模式更加复杂。
因此，深部岩体的基本特性与浅部相比有着显著的不同。
深部开采岩体力学研究及其进展资料
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 引言 国内外研究现状 深部开采与浅部的区别 深部开采工程岩体力学特性 深部开采工程灾害表现形式 深部开采六个矿井转型 深部开采十大理论问题 结语
1
引言
我国已探明的煤炭资源量占世界总量的 11.1% 石油和天然气仅占总量的2.4%和1.2% 我国的煤炭资源埋深在1 000m以下的为 2.95万亿吨，占煤炭资源总量的53% 我国煤矿开采深度以每年8～12 m的速 度增加，东部矿井正以每10年100～250 m的 速度发展。
1
引言
国外矿产资源的开采已进入深部开采 阶段。据不完全统计，国外开采超千米深 的金属矿山有80多座，其中最多为南非。 南非绝大多数金矿的开采深度大都在 1 000 m以下。其中，Anglogold有限公司 的西部深井金矿达3700m，West Driefovten金矿矿体赋存于地下600 m，并 一直延伸至6 000 m以下。 印度的Kolar金矿区，己有三座金矿 采深超2 400 m，其中钱皮恩里夫金矿共开 拓112个阶段，总深3 260 m。
（1）深部岩体的脆–延转化 岩石脆–延转化临界条件的诸多成果 还来自于地壳岩石圈动力学中，普遍认 为，随着深度的增加当岩层中压力和温 度达到一定条件时，岩石即发生脆–延转 化，所以存在转化深度的概念，当然该 深度还与岩石性质有关。研究认为当摩 擦强度与蠕变强度相等时岩石即进入延 性变形状态。研究给出了地球岩石圈各 种强度的推测曲线，还发现在脆性向延 性转换深度上存在着很高的应力释放。
2
国内外研究现状
近些年来，随着我国国民经济和科 学技术的发展，复杂地质条件下一些长 深铁路、公路隧道的修建，深部开采事 故的预防应用和发展了许多先进的科学 技术和理论，在软岩支护、岩爆防治、 超前探测、信息化施工等方面，隧道工 程部门、中国矿业大学、中南大学、东 北大学、重庆大学、同济大学、西南交 通大学等进行了大量的研究和实践，积 累了丰富的实践经验，具有开展相关研 究的基础与条件。
深部岩体力学研究与探索
可能存在着完全异于浅部的力学本构行为，另一方面说明目前岩石力学理论发展已滞后于人类岩土工程实践活动，
难以进行有效、科学指导，亟待探索和开拓。
目前人们对超深部的岩石性质和行为还缺乏了解，一些基本概念和基本理论还尚未建立。深部是什么？多深
算进入深部？浅部和深部有什么本质不同？经典力学理论能否描述超深部岩体力学行为？如何揭示深部岩体开发
世界经济的迅速发展，使得地球浅部矿物资源 逐渐枯竭，资源开发不断走向地球深部，同时人类 生存发展需求和对未知世界的探索也不断拓展着地 下活动空间。从资源开采来说，目前煤炭开采深度
已达 1 500 m，地热开采深度超过 3 000 m，有色金 属矿开采深度超过 4 350 m，油气资源开采深度达 7 500 m，未来深部资源开采将成为常态。
摘要：当今世界经济的迅速发展，地球浅部矿物资源逐渐枯竭，资源开发不断走向地球深部。目前煤炭开采深度
已达1 500 m，地热开采深度超过3 000 m，有色金属矿开采深度超过4 350 m，油气资源开采深度达7 500 m，深部
资源开采已成为常态。但是深部资源开发中常伴随着重大灾害事故，难以有效预测与防治，一方面说明深部岩体
江苏大屯煤电公司孔桩煤矿1052m徐矿集团旗山煤矿1103m张集煤矿1303m夹河煤矿1243m张小楼矿1222m三河尖矿1037m张双楼矿1087m黑龙江龙煤集团东海煤矿1100m荣华立井1090m河南四号煤矿1100m十二煤矿1067m五号煤矿1008m十号煤矿1250m八宝煤矿1220m道清北斜井1040m河北开滦矿业集团林西煤矿1015m赵各庄矿1200m唐山煤矿1050m冀中能源集团邢东煤矿1000m吉林安徽海孜东矿1029m淮南矿业集团朱集东矿994m顾桥煤矿990m谢一煤矿1015m国投新集集团口孜东矿1023m中安联合公司朱集西矿1075m辽宁红阳三矿1025m国内千米深井统计安居煤矿1000m朝阳煤矿1000m星村煤矿1295m东泰一矿1100m潘西煤矿1000m孙村煤矿1501m协庄煤矿1120m华丰煤矿1200m华恒煤矿1120
深部岩石力学
参考文献
• 赵洪宝，谌伦建.石灰岩热膨胀特性试验研究 • 曹峰.温度对深部岩石力学性质的影响 • 孟召平 , 李明生，等. 深部温度、压力条件及其对砂岩力 学性质的影响
2.3 岩石孔隙结构
温度对岩石孔隙结构的影响比较复杂。温度升高使得 非均值的岩石颗粒差异膨胀变形，可能导致新的微裂缝出 现，或扩大原来空隙，也有可能导致原裂缝的闭合，这主 要取决于岩石性质；温度升高，导致岩石内部可能出现热 开裂，造成不可逆的热损伤。
2.4 矿物结构及成分
当温度高于阈值温度后，组成矿物出现相变，改变了 矿物的结构，岩石介质活化和塑性成分增加，从而促进岩 石由脆性向延性转化。通常该阈值温度较高，大于工程领 域研究的温度，所以在研究工程问题时，可以忽略。 阈值：指的是触发某种行为或者反应产生所需要的的最低 值。
岩石抗压强度受温度影响显著，温度增加，岩石抗压 强度降低，呈线性递减关系。也有实验表明，在低温范围， 温度增加，由于吸附水和层间水被蒸发，岩石强度增强， 温度对岩石强度性质的影响主要取决于温度的作用范围和 岩石性质。
5 弹性模量变化规律
岩石弹性模量受温度影响显著，温度增加，岩石弹性 模量降低，呈线性递减关系。 林睦曾研究了岩石的杨氏模量随温度升高而变化的情 况，安山岩、花岗岩、石英粗面岩等的杨氏模量在 300℃ 以下随温度升高而急剧减小，但超过300℃ 后，杨氏模量 几乎保持恒定；而凝灰岩和陶石等随温度的升高，弹性模 量变化不大。 孟召平研究指出，砂岩弹性模量随温度的增加，呈线 性递减关系。其线性递减比例系数与岩石的成岩作用有关。 成岩作用强的岩石，其孔隙度小，岩石导热性好，导致岩 石弹性模量随温度的增加降低较快，反之，较缓。
2 温度对岩石力学性质影响机理
矿物颗粒热膨胀
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3 应力应变曲线变化规律
温度加载作用下，岩石应力 - 应变曲线大致经历四个 阶段：压密阶段、线弹性阶段、弱化阶段和破坏阶段。随 温度增加，岩石变形特征从脆性向塑性变化，峰值强度降 低，弹性模量降低，压密阶段应变变长，线弹性阶段的应 变减小，峰后阶段的应变增加，从脆性破坏向拉剪破坏过 度。
4 抗压强度变化规律
岩石抗压强度受温度影响显著，温度增加，岩石抗压 强度降低，呈线性递减关系。也有实验表明，在低温范围， 温度增加，由于吸附水和层间水被蒸发，岩石强度增强， 温度对岩石强度性质的影响主要取决于温度的作用范围和 岩石性质。
5 弹性模量变化规律
岩石弹性模量受温度影响显著，温度增加，岩石弹性 模量降低，呈线性递减关系。 林睦曾研究了岩石的杨氏模量随温度升高而变化的情 况，安山岩、花岗岩、石英粗面岩等的杨氏模量在 300℃ 以下随温度升高而急剧减小，但超过300℃ 后，杨氏模量 几乎保持恒定；而凝灰岩和陶石等随温度的升高，弹性模 量变化不大。 孟召平研究指出，砂岩弹性模量随温度的增加，呈线 性递减关系。其线性递减比例系数与岩石的成岩作用有关。 成岩作用强的岩石，其孔隙度小，岩石导热性好，导致岩 石弹性模量随温度的增加降低较快，反之，较缓。
2.2 含水性及比例
受沉积环境和成岩后生作用影响，通常岩石中存在吸 附水、层间水和结晶水。温度的改变，导致岩石中含水性 质和含水比例会发生变化。温度增加，使得吸附水和层间 水蒸发，岩石发生硬化，刚度变大，导致岩石的弹性模量 有升高趋势；继续升温，达到一定的温度，晶格中的结晶 水脱出，微裂纹端部水发生聚集和水解作用以及其他物理、 化学反应，这些因素使得微裂缝迅速扩展，导致岩石强度 降低。
2.3 岩石孔隙结构
温度对岩石孔隙结构的影响比较复杂。温度升高使得 非均值的岩石颗粒差异膨胀变形，可能导致新的微裂缝出 现，或扩大原来空隙，也有可能导致原裂缝的闭合，这主 要取决于岩石性质；温度升高，导致岩石内部可能出现热 开裂，造成不可逆的热损伤。
2.4 矿物结构及成分
当温度高于阈值温度后，组成矿物出现相变，改变了 矿物的结构，岩石介质活化和塑性成分增加，从而促进岩 石由脆性向延性转化。通常该阈值温度较高，大于工程领 域研究的温度，所以在研究工程问题时，可以忽略。 阈值：指的是触发某种行为或者反应产生所需要的的最低 值。
6 结论
温度对岩石力学性质影响显著，涉及深部地层的工程问题， 应考虑温度对岩石力学性质的影响。 温度对岩石力学性质的影响机理，主要包括矿物颗粒热膨 胀性、含水性及比例、岩石孔隙结构和矿物结构及成分。 从应力应变曲线上看，随温度增加，岩石变形特征从脆性 向塑性变化，峰值强度降低，弹性模量降低，压密阶段应 变变长，线弹性阶段的应变降低， 峰后阶段的应变增加，从脆性破坏向拉剪破坏过度。温度 增加，岩石的强度和弹性均会降低。
温度对深部岩石力学性质的影响
大纲
• • • • • •
1 研究背景 2 温度对岩石力学性质影响机理 3 应力应变曲线变化规律 4 抗压强度变化规律 5 弹性模量变化规律 6 结论
1 研究背景
随着石油勘探开发向地层更深处发展，有必要了解深 部地层岩石力学性质，以便为工程研究和施工提供依据。 而地层岩石总是处在一定的地温环境中，与地表岩石有很 大不同。将常温下岩石的力学性质当作地层岩石的力学性 质，会给工程带来极大的偏差，因此有必要研究温度对岩 石力学性质的影响规律。
2 温度对岩石力学性质影响机理
矿物颗粒热膨胀
含水性及比例
岩石孔隙结构
矿物结构及成分
2.1 矿物颗粒热膨胀
受温度作用，由于成岩矿物之间的热膨胀系数存在一 定差异，加之，矿物颗粒之间的相互约束，导致热膨胀系 数高的矿物受到压缩，而热膨胀系数低的矿物受到拉伸， 其综合结果是在岩石内部形成热应力。由于热应力的存在， 使得作用在岩石矿物颗粒的有效应力增加，导致岩石强度 降低。 热应力：温度改变时，物体由于外在约束以及内部各部分 之间的相互约束，使其不能完全自由胀缩而产生 的应力。
参考文献
• 赵洪宝，谌伦建.石灰岩热膨胀特性试验研究 • 曹峰.温度对深部岩石力学性质的影响 • 孟召平 , 李明生，等. 深部温度、压力条件及其对砂岩力 学性质的影响