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干冰粉气动压裂混凝土质量比实验研究 被引量：8
1
作者 颜正勇 胡少斌 +2 位作者 卞怡 庞烁钢 王乾 《工程爆破》 CSCD 2019年第5期14-18,共5页
爆破致裂法效率高、成本低,在采矿、地下工程等岩体开挖中应用广泛,CO2致裂法是一种新式的爆破方法,但是CO2相变膨胀致裂技术通常是利用液态(超临界态)CO2的相变膨胀过程致裂岩体。为了解决高压液态CO2的存储、运输和充装问题,提出一种... 爆破致裂法效率高、成本低,在采矿、地下工程等岩体开挖中应用广泛,CO2致裂法是一种新式的爆破方法,但是CO2相变膨胀致裂技术通常是利用液态(超临界态)CO2的相变膨胀过程致裂岩体。为了解决高压液态CO2的存储、运输和充装问题,提出一种新型干冰粉气动压裂破岩技术,并开展室内干冰粉气动压裂混凝土实验,研究干冰粉与CO2聚能剂的质量比(m系数)对预制混凝土压裂效果的影响。结果表明,m系数对混凝土试样破裂形式影响明显,m≤6:1时,静态气动压裂效果较差,m介于7:1与8:1之间时的静态气动压裂效果较好。 展开更多
关键词 CO2聚能剂 静态气动压裂 质量比 干冰粉
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干冰聚能静态破岩技术振动规律与频谱特征
2
作者 张强 叶武 +5 位作者 奚灵智 杨槐 胡少斌 李晨 庞烁钢 颜正勇 《科技通报》 2024年第3期92-98,108,共8页
为了明确干冰聚能静态破岩技术诱发振动的影响范围及规律,本文利用微震监测系统对干冰聚能静态破岩过程进行全程监测,获得了干冰聚能静态破岩和机械破岩诱发的振动信号,对其振动规律与频谱特征进行对比分析。得出如下结论:干冰聚能静态... 为了明确干冰聚能静态破岩技术诱发振动的影响范围及规律,本文利用微震监测系统对干冰聚能静态破岩过程进行全程监测,获得了干冰聚能静态破岩和机械破岩诱发的振动信号,对其振动规律与频谱特征进行对比分析。得出如下结论:干冰聚能静态破岩诱发振动速度在3 m距离处即降到了25 mm/s以下,可满足爆破振动安全允许标准;诱发的振动频率主要分布在100 Hz以下,与镐头机诱发的振动相比,振动频率在50 Hz以下的成分更多、幅值更大,低频成分更多;诱发振动速度随震源距离增加呈乘幂函数衰减,比机械破岩引起的振动影响范围更小;边坡加速了干冰聚能静态破岩诱发振动速度的衰减,坡度越陡,振动速度沿该方向的衰减越剧烈,干冰聚能静态破岩技术未使用危险爆炸品,与炸药破岩相比没有审批、运输限制,现场施工安全环保。研究结果对干冰聚能静态破岩技术的现场应用具有指导作用。 展开更多
关键词 干冰 气动破岩 振动规律 衰减规律 频谱特征
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高温高压CO_(2)反应流动相变致裂机理 被引量：1
3
作者 胡少斌 蔡余康 +3 位作者 王恩元 张琳 庞烁钢 颜正勇 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1203-1215,1240,共14页
利用自主研制的气动力脉冲真三轴试验系统,开展了超临界CO_(2)热冲击致裂高强度混凝土块体试验,探究了热源功率、CO_(2)初始压力对热冲击破岩过程及裂隙损伤演化规律的影响,分析讨论了高温高压CO_(2)相变致裂过程及其裂纹扩展演化规律.... 利用自主研制的气动力脉冲真三轴试验系统,开展了超临界CO_(2)热冲击致裂高强度混凝土块体试验,探究了热源功率、CO_(2)初始压力对热冲击破岩过程及裂隙损伤演化规律的影响,分析讨论了高温高压CO_(2)相变致裂过程及其裂纹扩展演化规律.充分考虑含能材料反应放热、CO_(2)相态变化、传热传质、瞬态非线性流动以及高压气体驱动损伤演化过程,建立了高温高压CO_(2)热冲击破岩的热-流-固-损伤(THMD)多场耦合模型,进一步分析了CO_(2)温度场、压力场以及损伤演化规律,揭示了高温高压CO_(2)反应流动相变致裂机理.研究结果表明:超临界CO_(2)热冲击致裂过程主要包括:高压气体瞬态释放产生应力波诱导型径向裂缝;相变膨胀的高温高压CO_(2)驱动径向优势裂缝扩展,并产生分支裂缝.其中气动力脉冲峰值压力和瞬时加载速率的增加有助于产生更多的径向裂缝,而CO_(2)初始压力和聚能剂含量的提高会使分支裂缝更容易形成.此外所建立模型的模拟结果与试验结果较为一致,表明了CO_(2)初始压力对岩石致裂效果影响有限,而增加热源功率可以有效扩大岩石损伤范围.研究进一步地揭示了高温高压状态的CO_(2)相变流动致裂机理,对该技术应用于硬岩破除和致裂增渗具有指导意义. 展开更多
关键词 CO_(2)相变致裂 热冲击 真三轴 THMD多场耦合
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超临界CO_(2)热冲击破除技术在硬岩开挖中的应用 被引量：1
4
作者 骆峻伟 胡少斌 +1 位作者 黄俊 庞烁钢 《现代交通技术》 2023年第2期31-36,共6页
为验证超临界CO_(2)(二氧化碳)热冲击破除技术的破岩效果及施工应用的可行性,同时应对复杂敏感环境下硬岩破除困难的问题,基于某地铁车站深基坑硬岩破除项目,对超临界CO_(2)热冲击破除技术开展试验。试验研究发现,超临界CO_(2)热冲击破... 为验证超临界CO_(2)(二氧化碳)热冲击破除技术的破岩效果及施工应用的可行性,同时应对复杂敏感环境下硬岩破除困难的问题,基于某地铁车站深基坑硬岩破除项目,对超临界CO_(2)热冲击破除技术开展试验。试验研究发现,超临界CO_(2)热冲击破除技术对复杂敏感环境下硬岩和顽石的破除有很强的适用性,特别是在炸药受限的工程条件下,超临界CO_(2)热冲击破除技术是一种行之有效的破岩替代技术,其破岩效率和操作性优于机械破岩等其他技术手段。 展开更多
关键词 超临界CO_(2) 热冲击破岩 聚能剂 硬岩破除
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超临界水热冲击致裂技术研究初探
5
作者 胡少斌 庞烁钢 +3 位作者 王恩元 颜正勇 蔡余康 张琳 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2023年第2期95-101,108,共8页
为了应对复杂敏感环境硬岩破除难的问题,文中提出一种超临界水热冲击致裂技术,以液态水为基液,利用自主研制的本安型聚能剂在水中放热,使液态水吸热转变为超临界态,迅速发生体积膨胀,是一种新型高能流体冲击致裂技术。通过试验验证超临... 为了应对复杂敏感环境硬岩破除难的问题,文中提出一种超临界水热冲击致裂技术,以液态水为基液,利用自主研制的本安型聚能剂在水中放热,使液态水吸热转变为超临界态,迅速发生体积膨胀,是一种新型高能流体冲击致裂技术。通过试验验证超临界水热冲击致裂方法的可行性,并通过改变聚能剂配比、聚能剂和水质量比、在水中加入添加剂的方式,探究超临界水热冲击致裂效果及影响因素。研究表明,超临界水热冲击致裂效果与聚能剂剂量、水的成分、用量等有很强的相关性;在水中加入添加剂后,致裂效果得到明显改善,且加入白醋的致裂效果优于加入小苏打。该技术的研发对矿山开采、煤层增透等领域的岩石破碎方案具有重要指导意义和应用前景。 展开更多
关键词 高能气体压裂 冲击破岩 超临界水 热冲击
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CO_(2)聚能剂燃烧与冲压实验研究
6
作者 蔡余康 胡少斌 +3 位作者 庞烁钢 邹柳宗 汤旋 颜正勇 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2022年第3期77-81,116,共6页
为进一步地揭示CO_(2)相变膨胀的热力学机理,通过CO_(2)爆燃冲压实验,对起爆温度、CO_(2)与CO_(2)聚能剂(一种高能复合材料)质量比对CO_(2)爆燃冲压过程、CO_(2)聚能混相流体燃烧速率、燃烧热和峰值压强的影响规律进行了研究。最终得到... 为进一步地揭示CO_(2)相变膨胀的热力学机理,通过CO_(2)爆燃冲压实验,对起爆温度、CO_(2)与CO_(2)聚能剂(一种高能复合材料)质量比对CO_(2)爆燃冲压过程、CO_(2)聚能混相流体燃烧速率、燃烧热和峰值压强的影响规律进行了研究。最终得到了不同工况下实验组的压强时程。结果表明:爆燃筒内反应能否发生对CO_(2)密度和起爆温度有一定的要求;在实验研究范围内,CO_(2)密度、CO_(2)与CO_(2)聚能剂质量比、起始温度与爆燃实验的化学反应速率、压强增长速率呈正相关。 展开更多
关键词 热力学机理 CO_(2)相变 起爆温度 质量比 压强 时间
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