牛马司水井头矿粉砂岩分级加载流变特性研究

"牛马司水井头矿粉砂岩分级加载条件下的流变特性 (2012年)" 本文详细探讨了牛马司水井头煤矿粉砂岩在分级加载条件下的流变特性。研究人员首先利用RMT-150C微机控制电液伺服岩石力学机对粉砂岩样本进行了力学参数测定，这些参数对于理解岩石的基础力学行为至关重要。接着，他们运用RYL-600仪器进行岩石剪切流变试验，通过分级加载方式施加不同级别的应力，获得了位移-时间曲线。 通过对位移-时间曲线的处理和转换成应变-时间曲线，研究者观察到粉砂岩表现出典型的弹性-粘性-粘弹性流变特性。这种特性意味着岩石在受到外力作用时，不仅有即时的弹性响应，还存在随着时间推移而发生的持续变形（粘性）以及在应力撤销后的缓慢恢复（粘弹性）。这种行为与伯格斯模型的预测相吻合，该模型是描述材料流变行为的一种常用理论模型。 使用MATLAB软件，研究人员对试验数据进行了伯格斯方程的拟合分析。结果显示，伯格斯模型能够有效地拟合4个不同应力水平下的粉砂岩流变曲线，从而验证了该模型在描述粉砂岩流变特性的适用性。此外，通过拟合过程，他们还能计算出不同应力状态下的流变模型参数，这些参数对于理解和预测粉砂岩在实际工程应用中的长期变形行为具有重要价值。 在矿业工程中，尤其是在巷道支护和采掘过程中，了解岩石的流变特性至关重要。流变性质有助于预测巷道围岩的变形趋势，以便采取适当的支护措施，防止类似牛马司水井头煤矿2007年冒顶事故的发生。通过深入研究该地区的粉砂岩流变特性，可以为未来的矿山安全生产和灾害防治提供科学依据。 这篇论文详细展示了如何通过实验手段研究岩石的流变特性，并利用数学模型进行分析。其结果对于矿产资源开发领域的工程实践具有实际指导意义，同时也为岩石力学和地质力学的研究提供了新的数据和理论支持。