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题名承压饱和破碎岩石颗粒破碎及渗透率演化特征研究
被引量：11
- 1
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作者
郁邦永
潘书才
魏建军
岳翎
郭静那
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机构
常州工程职业技术学院建筑工程学院
中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室
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出处
《采矿与安全工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第3期632-638,共7页
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基金
常州市科技项目(CJ20190020)
江苏省高等学校自然科学研究项目(18KJB440002)
+1 种基金
江苏省住建系统科技项目(2017ZD169,2018ZD199)
江苏省青蓝工程项目
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文摘
为探求破碎岩体颗粒破碎及渗透率演化规律,对饱和破碎岩石进行侧向受限下的压缩和渗透试验,利用显微CT观察试样内部的孔隙结构形态,引入相对破碎率定量研究岩石颗粒的破碎规律,并分析其与孔隙度和渗透率之间的关系。试验结果表明,颗粒破碎在压实过程中普遍存在并持续改变试样的粒度分布,在轴向应力达到2 MPa时,细小颗粒(0~2.5 mm)大量出现,占最终增加量的44.6%,同时大颗粒(12~15 mm)明显减少,占最终减小量的45.1%;而应力升至12 MPa后,小颗粒(0~2.5 mm和2.5~5 mm)小幅变化,其余各粒径区间内岩石颗粒的质量变化微弱。相对破碎率和渗透率的变化范围分别为0~0.3693和3.48×10-14~67.16×10-14m2,且两者的变化过程均可分为2个阶段,即当轴向应力小于4 MPa时,相对破碎率快速增大,占总增幅的65.6%~74.1%,渗透率快速减小,占总降幅的84.4%~91.1%;而当轴向应力大于4 MPa时,相对破碎率缓慢增大并趋于稳定,渗透率缓慢减小并趋于稳定。渗透率与相对破碎率之间关系可用二次多项式函数拟合,相对破碎率可作为评估渗透率的有效参量。初始粒径配比对渗透率有明显影响,在相同轴向应力下,Talbot指数越大,渗透率越小;而初始粒径配比对相对破碎率几乎无影响。
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关键词
饱和破碎岩石
粒度分布
相对破碎率
渗透率
初始粒径配比
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Keywords
saturated crushed rock
particle size distribution
relative breakage
permeability
initial gradation
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分类号
TD315
[矿业工程—矿井建设]
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题名循环供水式破碎岩石渗透试验系统
被引量：3
- 2
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作者
郁邦永
潘书才
郭静那
张英
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机构
常州工程职业技术学院建筑工程学院
中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室
无锡市瑞尔精密机械有限公司
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出处
《煤矿安全》
CAS
北大核心
2020年第11期137-141,145,共6页
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基金
常州市科技资助项目(CJ20190020)
江苏省高等学校自然科学研究面上资助项目(18KJB440002)
江苏省住建系统科技资助项目(2017ZD169)。
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文摘
为克服现有破碎岩石渗透试验系统中间断供水、颗粒无法精确收集、自动化程度低等困难,设计了循环供水式破碎岩石渗透试验系统,主要由轴向加载及控制系统、渗透仪、渗透压力控制系统和数据采集系统4部分组成,其最大轴向荷载200 kN、最大渗透压力10 MPa,破碎岩石试样直径100 mm、高度150~200 mm。系统具有以下特点:设计交替供水装置,能够实现循环供水,用以研究渗透性强且孔隙结构调整周期长的破碎岩石;通过质量流量计与电子秤的配合,实现流失质量的实时收集;设置多套伺服控制系统并开发相应的控制程序,实现渗透试验过程的自动化控制。最后,通过破碎砂岩在压实过程中的渗透试验进行系统性能验证,试验结果表明该系统能够很好地满足试验需求。
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关键词
破碎岩石
渗透试验
循环供水
渗透率
孔隙度
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Keywords
broken rock
seepage testing system
circulating water supply
permeability
porosity
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分类号
TD712
[矿业工程—矿井通风与安全]
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题名小纪汗煤样在塑性流动下力学性质试验研究
被引量：1
- 3
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作者
尤文强
郭静那
王光辉
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机构
神东煤炭集团上湾煤矿
中国矿业大学力学与土木工程学院
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出处
《煤矿安全》
CAS
北大核心
2021年第11期49-55,62,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51574228)。
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文摘
为了研究小纪汗主含水煤层在采动影响下塑性流动性质和滞回特性,进行了不同围压下的轴向循环加卸载试验;当峰后轴向应力降到峰值应力的70%时开始循环加卸载轴向压缩试压,分析滞环的割线模量、宽长比及相邻滞环的轴向峰值应力比的变化规律。结果表明:随着围压的增大,轴向应变-轴向应力滞回曲线、径向应变-轴向应力滞回曲线的割线模量和宽长比增大,相邻滞环的轴向峰值应力比减小;随着循环次数的增大,轴向应变-轴向应力滞回曲线、径向应变-轴向应力滞回曲线的割线模量和宽长比减小;对于近似相同初始应力状态,围压对滞回曲线的几何特征量和塑性流动具有显著影响。
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关键词
小纪汗煤层
塑性流动
围压
剪切屈服后的循环加卸载
应力-应变滞环
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Keywords
Xiaojihan coal seam
plastic flow
confining pressure
cyclic loading and unloading after shear yielding
stress-strain hysteresis
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分类号
TD315
[矿业工程—矿井建设]
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题名针对破碎岩石渗透试验的溢流阀设计
- 4
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作者
郭静那
刘巷序
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机构
中国矿业大学力学与建筑工程学院
中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室
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出处
《煤炭技术》
CAS
北大核心
2016年第7期237-239,共3页
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基金
国家重点基础研究发展计划(973)项目(2013CB227900)
国家自然科学基金委员会与神华集团有限责任公司联合资助项目(U1261201)
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文摘
设计了一种纯水定压溢流阀。介绍了纯水定压溢流阀改进设计中采用的结构和材料,并通过静态和动态性能试验,验证了结构和材料改进后溢流阀性能的合理性。
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关键词
溢流阀
结构设计改进
材料的选择
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Keywords
relief
structural design improvements
material selection
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分类号
TH137.52
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名小纪汗煤层为主含水层力学成因的试验探究
- 5
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作者
刘道平
郭静那
李强
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机构
中国矿业大学力学与土木工程学院
中国矿业大学深部岩土力学与地下工程重点实验室
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出处
《煤炭技术》
CAS
2018年第1期111-113,共3页
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基金
国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2013CB227900)
国家自然科学基金项目(51574228
4B158267)
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文摘
我国榆横矿区小纪汗煤矿首次发现一种开采煤层为高承压含水层的特殊地质现象。基于煤层为主含水层矿井的地层赋存、煤层赋存和水文地质等特征的研究基础,通过试验研究煤层具备含水层特征的力学成因。选取小纪汗煤矿BS5号钻孔9个典型地层的煤岩样进行单轴压缩、巴西劈裂及三轴压缩,得到了煤岩样的抗压强度、弹性模量、泊松比、抗拉强度、内聚力和内摩擦角。所得结论为揭示煤系地层煤层作为主含水层的成因提供试验参考。
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关键词
小纪汗煤矿
主含水层
力学成因
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Keywords
Xiaojihan coal mine
main aquifer
mechanical genesis
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分类号
TD313
[矿业工程—矿井建设]
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