基于水压致裂法的岩石抗拉强度研究 被引量：11

1

作者 刘跃东 林健 +1 位作者 冯彦军 司林坡 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1781-1788,共8页

为了揭示水压致裂法和巴西劈裂法测量岩石抗拉强度的关系,开展了理论和现场试验研究。基于经典的水压致裂法理论,推导了不同围压下钻孔破裂压力和抗拉强度。利用断裂力学理论建立了水压致裂法和巴西劈裂法测得抗拉强度的关系。利用预制... 为了揭示水压致裂法和巴西劈裂法测量岩石抗拉强度的关系,开展了理论和现场试验研究。基于经典的水压致裂法理论,推导了不同围压下钻孔破裂压力和抗拉强度。利用断裂力学理论建立了水压致裂法和巴西劈裂法测得抗拉强度的关系。利用预制切槽方法模拟天然裂纹,对水力裂缝的起裂压力进行了研究。结果表明:围压为最大主应力等于3倍最小主应力测得的抗拉强度大于围压为0测得的抗拉强度;水压致裂法和巴西劈裂法测量抗拉强度关系与应力场、裂纹长度、断裂韧度3个变量有关;通过在晋城矿区王台铺矿的预制切槽试验,运用断裂力学建立的抗拉强度计算式更为符合现场实际。研究结果可为坚硬难垮落顶板预制切槽的水力压裂设计提供参考。 展开更多

关键词 水压致裂 抗拉强度 断裂力学 预制切槽

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裂隙倾角对水中高压电脉冲致裂煤岩体效果的影响

2

作者 李铭 赵金昌 +2 位作者 赵建忠 牛少卿 常乐 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2024年第4期69-76,共8页

为了探究裂隙倾斜角度对水中高压电脉冲致裂煤岩体效果的影响,采用含有预制中心孔和平行预制裂隙的煤岩体相似试样,以预制裂隙倾角为变量进行了真三轴水中高压电脉冲致裂试验,基于试验结果分析了裂纹扩展特征。利用颗粒流程序进行模拟,... 为了探究裂隙倾斜角度对水中高压电脉冲致裂煤岩体效果的影响,采用含有预制中心孔和平行预制裂隙的煤岩体相似试样,以预制裂隙倾角为变量进行了真三轴水中高压电脉冲致裂试验,基于试验结果分析了裂纹扩展特征。利用颗粒流程序进行模拟,进一步研究了裂隙倾角对裂纹扩展特征的影响。研究结果表明:围压作用下,平行裂隙之间的区域应力降低,裂隙两端产生了应力集中,在冲击载荷的作用下裂纹更容易在应力降低区域产生并向应力集中区延伸;随着裂隙倾角的增大,裂隙对应力波能量的消耗先增加后减小,裂纹长度和宽度呈现先增加后减小的趋势;在高压电脉冲的作用下,试样在中心孔处、预制裂隙两端和预制裂隙内侧生成微裂纹,随着应力波在裂隙处发生反射和衍射,应力集中区域发生转移,在这个过程中微裂纹发展成宏观裂纹使裂隙与中心孔连通。研究结果为高压电脉冲致裂技术在工程上运用和钻孔位置的合理选取提供了依据。 展开更多

关键词 高压电脉冲 预制裂隙 裂隙倾角 裂纹扩展 数值模拟

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单向应力下类岩石试件预制浅裂隙发育规律及破坏特征分析

3

作者 陈龙 李利 +2 位作者 孔德中 崔道品 刘勤志 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2024年第5期135-141,共7页

我国西南煤矿在开采过程中覆岩裂隙发育显著,开采扰动较强,围岩控制难度较大。为研究含裂隙岩石破坏机理,改善西南矿区围岩控制效果,采用单轴压缩试验结合DIC技术研究了裂隙倾角、裂隙数量等对类岩石试件力学特性、表面变形场、裂隙扩... 我国西南煤矿在开采过程中覆岩裂隙发育显著,开采扰动较强,围岩控制难度较大。为研究含裂隙岩石破坏机理,改善西南矿区围岩控制效果,采用单轴压缩试验结合DIC技术研究了裂隙倾角、裂隙数量等对类岩石试件力学特性、表面变形场、裂隙扩展路径的影响。结果表明:裂隙倾角由0°和90°变化至45°的过程中,岩石单轴抗压强度降低程度分别由12.47%和16.66%增至28.83%,单裂隙试件、双裂隙试件、三裂隙试件的平均峰值强度分别为完整试件的80.24%、69.07%、56.94%,单裂隙类岩石试件在单向应力下,常沿裂隙端翼出现裂纹扩展,多裂隙类岩石试件则出现与加载方向平行的裂隙。当单裂隙试件裂隙倾角为45°和60°时,试件最大主应变超过完整试件;在多裂隙试件中,仅双横向裂隙试件有此现象。此研究结果可为控制我国西南煤矿围岩稳定性提供理论依据。 展开更多

关键词 单向应力 裂隙演化 预制裂隙 破坏特征 最大主应变

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含预制缺陷PBX炸药的力学性能及破坏形式 被引量：6

4

作者 陈科全 蓝林钢 +1 位作者 路中华 胡榕希 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期51-53,59,共4页

为探索裂纹缺陷对炸药力学性能和破坏形式的影响,以压装HMX基PBX炸药为对象,采用改进后的圆弧巴西试验,研究了不同预制缺陷条件下炸药的破坏过程,并与无缺陷炸药的试验结果进行对比。结果表明,在所研究的范围内,压装PBX炸药的力学强度... 为探索裂纹缺陷对炸药力学性能和破坏形式的影响,以压装HMX基PBX炸药为对象,采用改进后的圆弧巴西试验,研究了不同预制缺陷条件下炸药的破坏过程,并与无缺陷炸药的试验结果进行对比。结果表明,在所研究的范围内,压装PBX炸药的力学强度随缺陷的空间位置变化显著,最高降幅达75.3%;不同缺陷下炸药的破坏形式差异较大,缺陷与加载方向存在夹角时,炸药存在二次承载的现象,且裂纹从缺陷端部向炸药加载面扩展。 展开更多

关键词 材料科学 PBX炸药 巴西试验 拉伸强度 预制缺陷 断裂破坏

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真三轴应力状态下含预制裂隙煤系泥岩强度与破坏特征

5

作者 李文帅 蒋邦友 +2 位作者 李兆霖 王连国 杨旭旭 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第1期196-209,共14页

对一系列含有预制缺陷的煤系泥岩试样进行了真三轴试验(TTT),即中间主应力(σ_(2))平行于预制缺陷的试样(TTT-Flaw-2)和最小主应力平行于预制缺陷的试样(σ_(3))(TTT-Flaw-3),研究σ_(2)加载方向和预制缺陷的位置对试样强度和破坏模式... 对一系列含有预制缺陷的煤系泥岩试样进行了真三轴试验(TTT),即中间主应力(σ_(2))平行于预制缺陷的试样(TTT-Flaw-2)和最小主应力平行于预制缺陷的试样(σ_(3))(TTT-Flaw-3),研究σ_(2)加载方向和预制缺陷的位置对试样强度和破坏模式的影响。结果表明,完整试样和含预制缺陷试样的峰值强度随σ_(2)的增加先增大后减小,符合Mogi-Coulomb准则。在相同的应力条件下,完整试样的强度明显大于含预制缺陷试样的强度,且TTT-Flaw-2试样的强度最低。CT扫描结果显示,在常规三轴试验条件下,含预制缺陷试样中的裂纹并不总是沿着预制缺陷尖端形成,而是随机分布在试样内部;在TTT-Flaw-2试样中,反翼型裂纹从预制缺陷尖端附近开始形成,最终主要分布在σ_(2)加载方向上;而在TTT-Flaw-3试样中,在σ_(2)加载方向上出现剪切裂纹,而在σ_(3)加载方向上几乎没有观察到反翼型裂纹。 展开更多

关键词 真三轴试验 煤系泥岩 预制缺陷 强度 破裂模式

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预制裂隙砂岩巴西劈裂特性试验研究

6

作者 张明远 姚华彦 +3 位作者 江浩 刘武 王旭洋 朱艺媛 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第4期20-27,共8页

为研究裂隙对岩石宏观破裂形态的影响,开展了单裂隙、共线双裂隙、平行双裂隙3种裂隙类型下砂岩的巴西劈裂试验,分析3种裂隙类型不同裂隙倾角下的破裂形态并对其分类,同时分析不同裂隙倾角下3种裂隙类型抗拉强度的变化。试验结果表明:... 为研究裂隙对岩石宏观破裂形态的影响,开展了单裂隙、共线双裂隙、平行双裂隙3种裂隙类型下砂岩的巴西劈裂试验,分析3种裂隙类型不同裂隙倾角下的破裂形态并对其分类,同时分析不同裂隙倾角下3种裂隙类型抗拉强度的变化。试验结果表明:裂隙会削弱岩石的抗拉强度,裂隙数量、裂隙倾角及裂隙间几何排布对试样的破裂形态及抗拉强度造成影响;单裂隙、共线双裂隙与平行双裂隙砂岩试样分别存在5种、4种与3种类型的破裂形式,岩石非均质性导致同一裂隙倾角下试样的破裂形态有所不同;单裂隙与共线双裂隙砂岩的抗拉强度总体在0°裂隙倾角时最大,随着裂隙倾角的增大,单裂隙砂岩抗拉强度呈先下降后上升再下降的变化规律,共线双裂隙砂岩抗拉强度呈现下降趋势,而平行双裂隙砂岩的抗拉强度在45°裂隙倾角时最大。 展开更多

关键词 巴西劈裂试验 预制裂隙 破裂形态 抗拉强度

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裂隙几何特征对岩体力学特性的模拟试验研究 被引量：1

7

作者 白杰 袁超 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2023年第7期188-195,共8页

为探究裂隙结构面对岩体力学特性的影响,对含预制裂隙岩样进行压缩模拟试验,基于SEM、NMR、Vic-3D技术,结合声学及宏细观结构特征对岩体进行多尺度研究,重点分析裂隙几何特征对岩体力学性状与行为的演变规律。结果表明:岩样强度随裂隙... 为探究裂隙结构面对岩体力学特性的影响,对含预制裂隙岩样进行压缩模拟试验,基于SEM、NMR、Vic-3D技术,结合声学及宏细观结构特征对岩体进行多尺度研究,重点分析裂隙几何特征对岩体力学性状与行为的演变规律。结果表明:岩样强度随裂隙长度、贯穿度及数量的增加呈现下降趋势,随裂隙倾角的增大呈现先减小后增大的趋势,30 mm裂隙岩样强度最低,90°裂隙岩样强度最为接近完整岩样;完整岩样、0°、90°裂隙岩样发生张拉破坏,不同裂隙贯穿度岩样发生拉剪复合型破坏,不同裂隙长度、数量、30°、45°及60°裂隙岩样均表现为剪切破坏。岩样受荷后微小孔隙比重降低,大中孔隙比重增大,表明预制裂隙造成的初始损伤和荷载作用均能改变岩样内部孔隙结构,进而影响其宏观力学特性。 展开更多

关键词 岩体 预制裂隙 几何特征 力学特性 模拟试验

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不同加载速率对预制裂隙类岩石材料的力学特性影响及声发射分析 被引量：1

8

作者 王远增 万文 +3 位作者 赵延林 陈伟 盛佳 周彧 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2023年第11期81-88,共8页

为研究不同加载速率对预制裂隙类岩石的单轴压缩破坏及裂纹扩展特性的影响,通过预制不同裂隙倾角的类岩石体,进行单轴压缩试验和声发射试验。结果表明:预制裂隙类岩石在加载过程中先以拉张裂缝为主,后逐渐过渡至剪切裂缝,最终表现形式... 为研究不同加载速率对预制裂隙类岩石的单轴压缩破坏及裂纹扩展特性的影响,通过预制不同裂隙倾角的类岩石体,进行单轴压缩试验和声发射试验。结果表明:预制裂隙类岩石在加载过程中先以拉张裂缝为主,后逐渐过渡至剪切裂缝,最终表现形式为剪切破坏。在相同裂隙倾角的情况下,试件峰值强度、弹性模量与加载速率呈现正相关关系;相同加载速率下裂纹倾角从0°变化到60°,试件表征峰值强度总体上呈先减小后增加趋势,当α=30°时,峰值强度最低。声发射计数特征与应力-应变曲线相结合,能够较为直观准确地反映出在加载过程中预制裂隙类岩石试件的破坏过程,声发射计数的变化能够与应力-应变曲线的变化一一对应,尤其是峰后阶段,声发射计数特征能够较直观地反映出试件在峰后阶段所发生的破坏尺度更大,即试件最终破坏将发生在峰后阶段。 展开更多

关键词 岩石力学性质 裂纹扩展 力学损伤 声发射 预制裂隙

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预制裂隙砂岩相似材料损伤破坏特性试验研究 被引量：4

9

作者 成小雨 李树刚 龚选平 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期171-178,共8页

为了揭示煤岩动力灾害物理模拟的细观损伤机制,利用YYW-Ⅱ单轴压缩试验仪及PCIE-8声发射(AE)监测系统,探究了含不同长度预制单裂隙的砂岩相似材料试样在单轴压缩条件下的力学特性、破坏特征和损伤演化特性。结果表明:随着预制单裂隙长... 为了揭示煤岩动力灾害物理模拟的细观损伤机制,利用YYW-Ⅱ单轴压缩试验仪及PCIE-8声发射(AE)监测系统,探究了含不同长度预制单裂隙的砂岩相似材料试样在单轴压缩条件下的力学特性、破坏特征和损伤演化特性。结果表明:随着预制单裂隙长度的增加,试样的峰值强度和残余强度近似线性减小,分别由746.84 kPa和199.117 kPa减小至597.643 kPa和110.375 kPa,而峰值轴向应变和初始压密阶段应变近似线性增大,分别由0.01818和0.00240增大至0.02361和0.00532;预制裂隙对试样破坏形式及特征的影响增大,试样的主导破坏形式逐渐由剪切破坏,经剪切张拉复合破坏,演变为贯穿裂隙中部的纵向张拉破坏;试样的声发射(AE)事件累计和能量累计均呈逐渐减小的趋势,分别由465和82278 J减小至306和54152 J,AE事件活动逐渐减弱;试样损伤演化经历了初始损伤累积、损伤稳定发展和损伤加速发展3个阶段,稳定发展和加速发展阶段损伤增大,分别由0.621和0.734增大至0.655和0.817,预制单裂隙对试样损伤演化在加速发展阶段的影响大于稳定发展阶段,各试样的最大损伤变量差值在损伤稳定发展阶段和损伤加速发展阶段分别为0.017和0.042;相似材料在受载过程其力学、声发射、损伤特征具有较强的相关性,力学变化引发了损伤变化,而损伤变化又与声发射参数的变化具有较强的因果关系,AE事件特征参数可准确描述相似材料的损伤破坏特性。 展开更多

关键词 岩石力学 单轴压缩 预制裂隙 相似材料 声发射定位 损伤演化

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预制裂隙下铀尾矿库土质覆盖层氡析出实验研究 被引量：1

10

作者 汪弘 何润程 +4 位作者 刘永 洪昌寿 李向阳 罗梦柯 王建敏 《辐射防护》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期603-610,共8页

针对铀尾矿库滩面覆盖层裂隙氡析出问题,通过自制试验装置开展铀尾矿库滩面裂隙氡析出模拟实验,研究了不同裂隙参数(深度、数量和倾角)对覆盖层氡析出的影响。结果表明:氡的析出主要受孔隙-裂隙运移路径的影响,氡析出率与裂隙深度呈线... 针对铀尾矿库滩面覆盖层裂隙氡析出问题,通过自制试验装置开展铀尾矿库滩面裂隙氡析出模拟实验,研究了不同裂隙参数(深度、数量和倾角)对覆盖层氡析出的影响。结果表明:氡的析出主要受孔隙-裂隙运移路径的影响,氡析出率与裂隙深度呈线性正相关;滩面裂隙倾角增大最短孔隙运移距离缩短,滩面氡析出增加,倾斜角60°较45°时的氡析出率增长0.164 Bq·m^(-2)·s^(-1);孔隙-裂隙路径对滩面氡析出存在影响边界,裂隙影响区域重叠后,氡析出增加量大幅减少;引入最短孔隙路径占比ζ,最短孔隙路径占比ζ与氡析出率J之间有良好的相关性。研究结果可为尾矿库滩面覆土的控氡治理提供理论参考依据。 展开更多

关键词 尾矿库滩面 土质覆盖层 预制裂隙 孔隙-裂隙运移 氡析出率

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JD—5型多功能试验机的研制

11

作者 秦维明 韩文举 王伟 《阜新矿业学院学报》 1994年第1期109-112,共4页

ＪＤ—５型多功能试验机是集静态拉伸、压缩、弯曲试验和动态预制疲劳裂纹试验于一身的一种多功能试验机。本文论述了ＪＤ—５型多功能试验机的设计思想，该机的工作原理和特色；结合实践研究中反映的大量数据、资料论证了该机的先进性。

关键词 拉伸 压缩 弯曲 万能试验机

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CAD/CAM一体化玻璃纤维桩核抗折力的体外实验研究 被引量：20

12

作者 刘鹏 李亚南 +2 位作者 姜慧 邓旭亮 王新知 《北京口腔医学》 CAS 2010年第2期90-93,共4页

目的比较CAD/CAM一体化玻璃纤维桩核与预成纤维桩和铸造金合金桩核修复体的抗折力。方法27颗离体上中切牙截冠根充后随机分为3组,分别采用一体化玻璃纤维桩核、预成纤维桩和铸造金合金桩核加铸造金属冠进行修复。使用万能力学试验机测... 目的比较CAD/CAM一体化玻璃纤维桩核与预成纤维桩和铸造金合金桩核修复体的抗折力。方法27颗离体上中切牙截冠根充后随机分为3组,分别采用一体化玻璃纤维桩核、预成纤维桩和铸造金合金桩核加铸造金属冠进行修复。使用万能力学试验机测试样本的抗折力并观察损坏模式。结果一体化玻璃纤维桩核组的抗折力为246.9±43.8N,显著高于预成玻璃纤维桩组(174.89±37.5N),而与铸造金合金桩核组(290.1±84.2N)无显著差异。各组样本的损坏模式主要为牙颈部的损伤。结论CAD/CAM一体化玻璃纤维桩核修复上中切牙的抗折力与铸造金合金桩核近似,高于预成玻璃纤维桩。 展开更多

关键词 一体化纤维桩核 预成纤维桩 铸造金属桩核 抗折力

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中心直裂纹半圆盘试样的石灰岩断裂韧度尺寸效应试验研究 被引量：18

13

作者 张盛 王龙飞 +3 位作者 常旭 王东坤 王小良 乔洋 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1740-1749,1760,共11页

为了考察试样尺寸和预制裂缝长度对岩石断裂韧度测试值的影响,采用4种圆盘半径分别为25.0、37.5、50.0、75.0 mm,预制裂缝长度与圆盘试样半径比值(无量纲裂缝长度)在0.3～0.7范围内的中心直裂纹半圆盘石灰岩试样(NSCB)进行了三点弯曲断... 为了考察试样尺寸和预制裂缝长度对岩石断裂韧度测试值的影响,采用4种圆盘半径分别为25.0、37.5、50.0、75.0 mm,预制裂缝长度与圆盘试样半径比值(无量纲裂缝长度)在0.3～0.7范围内的中心直裂纹半圆盘石灰岩试样(NSCB)进行了三点弯曲断裂试验。结果表明:NSCB试样的破坏过程表现出明显的"脆性"破坏特征。与预制裂缝长度相比,试样尺寸对峰值载荷和载荷-位移曲线的形态影响更显著;随着试样尺寸的增加,试样的断裂韧度测试值不断增加,增加幅度随着预制裂缝长度的增加而加剧;当试样尺寸一定时,随着无量纲裂缝长度的增加,断裂韧度测试值有一定程度降低;为减小尺寸效应的影响,建议采用圆盘半径大于37.5 mm,无量纲预制裂缝长度范围在0.4～0.6内的NSCB试样测试岩石的断裂韧度。所得结果为推广NSCB试样国际建议方法及准确测试岩石的断裂韧度提供了一定的参考。 展开更多

关键词 预制裂缝长度 试样尺寸 岩石断裂韧度 中心直裂纹半圆盘试样(NSCB)

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单轴压缩下单裂隙类岩石强度变形特性分析 被引量：11

14

作者 肖桃李 何祥锋 +2 位作者 汪宗华 张万强 田永锋 《长江大学学报（自然科学版）》 CAS 2018年第1期64-67,共4页

以含特定几何参数(长度、倾角)的预制单裂隙类岩石试样为模型,开展了单轴压缩试验,研究了单裂隙试样的强度变形特性。试验中观察到贯穿预制裂隙面的拉伸主裂纹和由预制裂隙尖端或中部萌生的次生裂纹;单轴压缩作用下,试样的破坏模式均为... 以含特定几何参数(长度、倾角)的预制单裂隙类岩石试样为模型,开展了单轴压缩试验,研究了单裂隙试样的强度变形特性。试验中观察到贯穿预制裂隙面的拉伸主裂纹和由预制裂隙尖端或中部萌生的次生裂纹;单轴压缩作用下,试样的破坏模式均为拉伸破坏;当裂隙长度不变时,随着倾角的增大,试样峰值强度先减小后增大,峰值强度最小值对应的倾角逐渐减小;当裂隙倾角不变时,试样峰值随裂隙长度的增大而减小;预制裂隙倾角是新裂纹萌生及扩展的诱因,裂隙长度影响次生裂纹迹线的数目。 展开更多

关键词 单轴压缩试验 单裂隙类岩石 强度变形 破坏模式 新裂纹

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装配式板梁铰缝损伤识别模型的研究 被引量：9

15

作者 袁桂芳 《公路》 北大核心 2017年第8期75-81,共7页

铰缝损伤识别对评价空心板梁桥实际承载能力具有重要意义,提出了一个铰缝损伤系数βi来评价铰缝损伤,通过测量在正常通行荷载作用下一段时间内铰缝相对位移的最大/最小值和板梁跨中挠度最大值,对位移值采用协方差分析得到铰缝损伤系数β... 铰缝损伤识别对评价空心板梁桥实际承载能力具有重要意义,提出了一个铰缝损伤系数βi来评价铰缝损伤,通过测量在正常通行荷载作用下一段时间内铰缝相对位移的最大/最小值和板梁跨中挠度最大值,对位移值采用协方差分析得到铰缝损伤系数βi。该系数不仅能同时考虑铰缝和板梁损伤,而且定量评价铰缝损伤程度。铰缝损伤系数βi可将铰缝状态划评定为完好、损坏和破坏等3种状态,三者之间的界限值分别为1和3。通过一座实桥荷载试验,验证识别模型判断铰缝损伤方便可靠。 展开更多

关键词 装配式板梁 静载试验 铰缝 损坏 识别模型 研究

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横向切槽几何形状对煤岩水力裂缝扩展影响分析

16

作者 徐洲 谢昕 +1 位作者 孔祥伟 姜国富 《能源与环保》 2024年第5期257-262,270,共7页

为解决煤层渗透率低、抽采量小、抽采率低等特点的煤层气抽采难题,针对红庆河煤矿3-1煤层,考虑用试错法调整模型的细观参数来匹配煤样的宏观性质,建立了基于颗粒离散元程序的煤岩水力压裂流固耦合模型,采用颗粒粘结模型及光滑节理模型... 为解决煤层渗透率低、抽采量小、抽采率低等特点的煤层气抽采难题,针对红庆河煤矿3-1煤层,考虑用试错法调整模型的细观参数来匹配煤样的宏观性质,建立了基于颗粒离散元程序的煤岩水力压裂流固耦合模型,采用颗粒粘结模型及光滑节理模型模拟煤岩结构特征,研究了条形、三角形和正方形预制横向切槽对煤岩起裂难易程度和裂缝扩展形态的影响规律。模拟结果表明,预制横向切槽可驱使其附近裂缝沿着切槽定向起裂、扩展,在控制相同的水压且围压比为1.0等变量的条件下,条形切槽的煤岩水力压裂裂缝条数最少但平均缝长最长,正方形切槽的煤岩水力压裂裂缝条数最多但平均缝长最短;综合对比下,正方形的横向切槽比条形槽和三角形槽更易形成复杂的缝网、增大煤层有效改造体积,3种横向切槽均能减小煤岩的起裂难度,横向切槽的尖端角越多,起裂难度越小;煤岩水力压裂中距离横向切槽孔较近部分的破坏形式主要为张拉破坏,裂缝较为平直且不出现分叉,距离横向切槽孔较远部分开始出现剪切破坏。 展开更多

关键词 煤岩 离散元 预制横向切槽 水力压裂 起裂 裂缝扩展

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不同围压下裂隙位置对复合岩样力学特性的影响 被引量：1

17

作者 许可 肖桃李 +1 位作者 赵云峰 折海成 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2023年第1期67-75,共9页

为研究不同围压下裂隙位置对层状复合岩石力学特性的影响,采用颗粒流软件PFC^(2D)建立含预制单裂隙的复合岩样数值模型,对复合岩样的应力应变、体积变化,及相关应力阈值进行分析。结果表明:(1)随着围压的增加,岩样破坏特征的影响因素是... 为研究不同围压下裂隙位置对层状复合岩石力学特性的影响,采用颗粒流软件PFC^(2D)建立含预制单裂隙的复合岩样数值模型,对复合岩样的应力应变、体积变化,及相关应力阈值进行分析。结果表明:(1)随着围压的增加,岩样破坏特征的影响因素是以裂隙的位置为主导转变为以围压为主导;(2)当围压不变时,随着裂隙位置在软岩中、结合面处、硬岩中的改变,岩样产生扩容形变历时明显延长,变形量显著增加,剪胀性强度减弱;(3)随着围压增加,复合岩样的强度增大,但裂隙的存在会明显削弱复合岩样的强度,其中裂隙在硬岩中时削弱程度最小;(4)裂隙在软岩中、结合面处与硬岩中,岩样的应力阈值依次递增,随着围压的增大,裂隙位置对起裂应力变化规律的影响占主导,但对损伤应力与峰值应力变化规律影响减弱。研究成果对实际工程建造和设计具有一定的指导性意义。 展开更多

关键词 围压 复合岩层 预制单裂隙 裂隙位置 颗粒流分析

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Ⅰ型加载模式下裂纹长度对压实黏土起裂机制的影响研究

18

作者 吕川 王俊杰 +1 位作者 黄诗渊 罗澳 《中国农村水利水电》 北大核心 2023年第11期125-130,共6页

对含不同长度预制裂纹的压实黏土试样开展Ⅰ型断裂试验,结合数字图像相关方法从宏细观角度分析了Ⅰ型加载模式下土体的断裂机制,包括荷载-位移曲线、临界断裂韧度JIC、水平位移场等,结果表明:土体破坏模式与预制裂纹长度无关,荷载-位移... 对含不同长度预制裂纹的压实黏土试样开展Ⅰ型断裂试验,结合数字图像相关方法从宏细观角度分析了Ⅰ型加载模式下土体的断裂机制,包括荷载-位移曲线、临界断裂韧度JIC、水平位移场等,结果表明:土体破坏模式与预制裂纹长度无关,荷载-位移曲线可分为压密阶段、线性变化阶段和破坏阶段;随着预制裂纹长度增大,试样临界断裂韧度JIC呈线性递减;随着荷载增大,预制裂纹尖端处的局部变形增大,水平位移等值线逐渐汇集。引入细观分析指标-水平应变密度D_(E),得出水平应变密度DE随着预制裂纹长度增大逐渐降低,与临界断裂韧度JIC呈线性相关。 展开更多

关键词 压实黏土 预制裂纹 数字图像相关法 临界断裂韧度 水平应变密度

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顶煤预制裂隙定向水力压裂数值模拟研究 被引量：4

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作者 吕华永 张亚宁 刘飞 《煤炭工程》 北大核心 2017年第10期26-29,共4页

为提高顶煤回采率和降低煤矿井下安全事故发生率,提出了顶煤定向水力压裂技术。利用RFPA2D-Flow渗流软件,对预制裂隙角度为15°时钻孔水力压裂失稳破裂过程进行数值模拟研究。模拟结果表明:定向裂隙尖端出现应力集中现象,随着压裂... 为提高顶煤回采率和降低煤矿井下安全事故发生率,提出了顶煤定向水力压裂技术。利用RFPA2D-Flow渗流软件,对预制裂隙角度为15°时钻孔水力压裂失稳破裂过程进行数值模拟研究。模拟结果表明:定向裂隙尖端出现应力集中现象,随着压裂进行高应力区向煤体深部转移,且钻孔和定向裂隙周围出现卸压区;钻孔和定向裂隙周围煤体始终处于高水压区,且压裂初始阶段煤体只出现了少量剪切破坏,当水压为13MPa时,煤体出现大量拉伸破坏。在压裂后期,延伸裂隙端步开始转向扩展,但转向角度对定向压裂基本无影响,说明预制裂隙定向水力压裂能起到很好的定向作用。 展开更多

关键词 预制裂隙 定向水力压裂 裂隙延伸及扩展 卸压

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预制裂缝宽度对HCFBD试件确定岩石断裂韧度的影响 被引量：3

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作者 张盛 梁亚磊 《实验力学》 CSCD 北大核心 2013年第4期517-523,共7页

为了考察人工预制裂缝宽度对确定岩石断裂韧度的影响,采用大理岩制作了含有不同预制裂缝宽度的中心圆孔裂缝平台巴西圆盘试件(hole-cracked flattened Brazilian disc,HCF-BD),在RMT150B试验机上进行试验,对不同预制裂缝宽度圆盘的应力... 为了考察人工预制裂缝宽度对确定岩石断裂韧度的影响,采用大理岩制作了含有不同预制裂缝宽度的中心圆孔裂缝平台巴西圆盘试件(hole-cracked flattened Brazilian disc,HCF-BD),在RMT150B试验机上进行试验,对不同预制裂缝宽度圆盘的应力强度因子进行有限元计算,并对测试方法进行了研究。结果表明,采用将预制裂缝宽度视作零宽度裂缝方法确定的断裂韧度值偏低,给出了一种采用最小载荷和最大无量纲应力强度因子确定岩石断裂韧度的新方法,该方法能够消除预制裂缝宽度对圆盘试件测定岩石断裂韧度的影响。 展开更多

关键词 预制裂缝宽度 岩石断裂韧度 中心圆孔裂缝平台巴西圆盘 最大无量纲应力强度因子

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