【摘 要】
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近年来,人们对矿产资源开采需求量日益增长,地球浅部资源已处于相对匮乏状态,向深部资源开采则是必然趋势。井筒作为地下资源开采的重要通道,而目前混凝土是我国井筒的主要筑壁材料,一方面井壁混凝土在经过富水基岩段时必将长期承受高压水的作用,此外混凝土在浇筑与养护阶段其内部会产生孔隙、微裂纹等缺陷,这就会为渗透提供了重要通道;另一方面还可能遭受爆破荷载等引起的应力波或地震波等动荷载的影响。因此本论文为模拟井
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近年来,人们对矿产资源开采需求量日益增长,地球浅部资源已处于相对匮乏状态,向深部资源开采则是必然趋势。井筒作为地下资源开采的重要通道,而目前混凝土是我国井筒的主要筑壁材料,一方面井壁混凝土在经过富水基岩段时必将长期承受高压水的作用,此外混凝土在浇筑与养护阶段其内部会产生孔隙、微裂纹等缺陷,这就会为渗透提供了重要通道;另一方面还可能遭受爆破荷载等引起的应力波或地震波等动荷载的影响。因此本论文为模拟井壁混凝土材料在高压水基岩段受地压、采矿扰动等复杂动力学作用的实际服役环境,通过对混凝土试样施加不同等级水压力（1、5、10MPa）,并将水压作用时间（1、7、14d）、冲击气压（0.4、0.45、0.5、0.55MPa）作为影响因素,研究混凝土材料动态力学性能变化情况,同时借助具有无损伤、高效率特点的核磁共振（NMR）技术和扫描电镜（SEM）测试水压作用后试样T2谱、孔径分布和微观形貌变化。主要结论如下:（1）根据SHPB试验可以看出,在同一水压作用下,随着冲击气压提高,混凝土试样的峰值应力呈上升趋势,而峰值应变逐渐下降;在同一冲击气压下,随着施加水压的增加,总体上峰值应力呈减小的变化趋势,而峰值应变逐渐增大。（2）通过能量守恒公式计算发现输入总能量和耗散能曲线在整个过程中均随着应变的增加而上升,弹性应变能曲线在试件达到峰值应力前,随着应变的增大而呈现上升的趋势,并且在峰值点时到达最大,当试样发生破坏,弹性应变能曲线随着应变的增大而下降;随着冲击气压和水压力的增加,混凝土试样的破碎分形维数呈现出上升的趋势。（3）根据NMR试验可以看出,水压作用后试样T2谱分布曲线出现三个波峰,P1峰值远远大于P2、P3峰值,说明混凝土内部孔隙分布主要以小孔隙为主;对T2谱分布曲线进行积分发现,T2曲线总面积随着水压力的增加而增大,水压作用时间的延长促使中、小孔隙向大孔孔隙发展与微裂缝产生,大孔数量增多,同时计算出孔隙体积的分形维数,将孔隙细观特征化;通过SEM图像发现混凝土内部结构在外部水压力的作用下,孔隙增多,界面过渡区出现微裂缝,砂浆与骨料粘结作用减弱。图[36]表[13]参[92]
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