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有效应力对煤层气解吸渗流影响试验研究 被引量：157
1
作者 唐巨鹏 潘一山 +2 位作者 李成全 石强 董子贤 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期1563-1568,共6页
以阜新高瓦斯矿井孙家湾矿为例,将煤样放入自制的三轴瓦斯解吸渗透仪中,通过先加载后卸载、连续进行煤层气解吸渗流试验,模拟煤层气在复杂地应力条件下的赋存和运移开采过程,得到有效应力与煤层气解吸和渗流特性间的关系,并拟合了其关... 以阜新高瓦斯矿井孙家湾矿为例,将煤样放入自制的三轴瓦斯解吸渗透仪中,通过先加载后卸载、连续进行煤层气解吸渗流试验,模拟煤层气在复杂地应力条件下的赋存和运移开采过程,得到有效应力与煤层气解吸和渗流特性间的关系,并拟合了其关系表达式,揭示一些新的相互作用规律:(1)解吸量、解吸时间与有效应力变化规律均呈负指数递减关系,与受载方式无关;(2)有效应力存在一分界点,当小于此值时,解吸量和解吸时间随有效应力增加而迅速提高,而当有效应力大于此值时,两者随之增加幅度不大,对于孙家湾2#煤样分界点所对应有效应力为3.0MPa左右;(3)存在一临界有效应力值(类似于临界解吸压力),有效应力大于此临界值则解吸量极少或几乎没有,解吸时间趋于0,而孙家湾2#煤样临界有效应力值为10.0MPa左右;(4)在加载过程中,有效应力与渗透率、渗透系数关系曲线呈正指数减小,这表明煤体在较小的有效应力范围内、孔隙压力不断增加的加载过程中,吸附作用是影响渗透率和渗透系数的主控因素;(5)卸载过程中,有效应力与渗透率和渗透系数呈抛物线关系,这从试验角度证明了煤层气开采中三阶段主导作用的存在,即有效应力主导作用阶段、基质收缩效应主导作用阶段和滑脱效应主导作用阶段。 展开更多
关键词 采矿工程 三维应力 煤层气 解吸渗流 有效应力
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三维应力下吸附作用对煤岩体气体渗流规律影响的实验研究 被引量：134
2
作者 赵阳升 胡耀青 +1 位作者 杨栋 魏锦平 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期651-653,共3页
介绍了三维应力作用下煤岩体孔隙裂隙中瓦斯气体渗流规律的实验方法和实验结论。主要揭示： 气体吸附作用和变形作用对渗流有重要影响， 吸附作用表现为渗透系数随孔隙压呈负幂函数规律变化， 变形作用表现为渗透系数随有效体积应力呈... 介绍了三维应力作用下煤岩体孔隙裂隙中瓦斯气体渗流规律的实验方法和实验结论。主要揭示： 气体吸附作用和变形作用对渗流有重要影响， 吸附作用表现为渗透系数随孔隙压呈负幂函数规律变化， 变形作用表现为渗透系数随有效体积应力呈负指数规律变化， 吸附与变形共同作用的结果， 使渗透系数随孔隙压变化表现为存在一临界值ｐｃ， 当ｐ ＜ ｐｃ 时， 渗透系数衰减， 当ｐ ＞ ｐｃ 时，渗透系数增加。 展开更多
关键词 三维应力 气体渗流 孔隙裂隙介质 吸附作用
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三维应力作用下岩石裂缝水渗流物性规律的实验研究 被引量：68
3
作者 赵阳升 杨栋 +1 位作者 郑少河 胡耀青 《中国科学（E辑）》 CSCD 1999年第1期82-86,共5页
详细介绍了三维应力作用下岩石裂缝渗流物性规律的实验方法及其结果 ,结合理论与实验结果分析 ,给出了反映裂缝连通系数、法向刚度、三维应力、初始张开度和Poisson比的渗透系数公式 .
关键词 三维应力 岩石裂缝 水渗流 物性规律 矿山 应力
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三维应力作用下煤体瓦斯渗透规律实验研究 被引量：42
4
作者 胡耀青 赵阳升 魏锦平 《西安矿业学院学报》 北大核心 1996年第4期308-311,共4页
论述三维应力作用下煤体瓦斯渗透规律的实验设备与方法。介绍了阳泉３＃煤层、永红煤矿３＃煤层的试验结论。得出了煤体瓦斯渗透系数随体积应力增加而衰减，随孔隙压呈抛物线型变化。定义抛物线的极值点为临界压力。
关键词 三维应力 瓦斯 渗透系数 煤层瓦斯
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三维应力作用下单一裂缝渗流规律的理论与试验研究 被引量：42
5
作者 常宗旭 赵阳升 +1 位作者 胡耀青 杨栋 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期620-624,共5页
针对目前国内外在岩石力学学科中争议较大的关于岩体裂缝的渗透系数是否受侧向应力的影响这一焦点问题进行了深入的研究。建立了单一裂缝岩体在三维应力作用下的物理模型和严密的关系方程,推导出渗透系数计算公式,并对该公式进行了大量... 针对目前国内外在岩石力学学科中争议较大的关于岩体裂缝的渗透系数是否受侧向应力的影响这一焦点问题进行了深入的研究。建立了单一裂缝岩体在三维应力作用下的物理模型和严密的关系方程,推导出渗透系数计算公式,并对该公式进行了大量的三轴试验数据的验证。其简化后的仅在法向应力作用下的渗透系数计算公式,与已有的计算公式一致。分析后得出结论:裂缝侧向应力引起的裂缝侧向变形对其裂缝渗流有重要的影响,其影响规律同样是负指数规律。 展开更多
关键词 岩石力学 裂缝 三维应力 渗流 试验
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三维应力下煤与瓦斯突出模拟试验研究 被引量：43
6
作者 唐巨鹏 潘一山 杨森林 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期960-965,共6页
煤与瓦斯突出实质是开采扰动下含瓦斯煤体在三维应力作用下突然发生的力学失稳破坏,严重威胁着煤矿安全生产。以典型高瓦斯矿井—阜新孙家湾煤矿突出煤粉压制而成的型煤为研究对象,利用自主研制的煤与瓦斯突出仪,进行煤层埋深-600 m,在... 煤与瓦斯突出实质是开采扰动下含瓦斯煤体在三维应力作用下突然发生的力学失稳破坏,严重威胁着煤矿安全生产。以典型高瓦斯矿井—阜新孙家湾煤矿突出煤粉压制而成的型煤为研究对象,利用自主研制的煤与瓦斯突出仪,进行煤层埋深-600 m,在轴压、围压、孔隙压三维应力条件下煤与瓦斯突出模拟试验,以探求煤与瓦斯突出规律。试验再现煤与瓦斯突出孔洞口小腔大、突出煤粉分布具有分选性等突出特征现象,验证煤与瓦斯突出模拟仪的可靠性。通过对试验结果分析,划分6个突出区域,得到以下新认识:突出煤粉质量分布具有区域性特征,存在煤粉质量极值区和均值区。突出试验现象表现为瓦斯–煤气固两相射流特征,为引入射流理论研究煤与瓦斯突出机制提供新思路。突出煤粉量极大值区域位于突出中远区,是瓦斯–煤气固两相射流突出破坏能量的耗散阶段区域。不同粒径突出煤粉分布具有明显的波动分布特性。煤粉质量极大值区以较小粒径煤粉为主,煤粉质量极小值区以较大粒径煤粉为主,突出末端区域以较小粒径煤粉为主。指出高压瓦斯是突出发生的动力源和煤体粉碎粉化的破坏源,煤与瓦斯突出能量释放具有波动性特征。试验结论对煤与瓦斯突出的机制认识具有重要参考价值。 展开更多
关键词 采矿工程 煤与瓦斯突出 三维应力 分选性 波动性
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SMP准则在计算煤柱极限强度中的应用 被引量：31
7
作者 朱建明 彭新坡 +1 位作者 姚仰平 徐金海 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期2987-2990,共4页
基于黏性材料的SMP(spatially mobilized plane)破坏准则,分析了煤柱在三维应力状态下的应力问题,并推导了煤柱极限强度的计算公式。通过改变煤体的内摩擦角和凝聚力c,与Mohr-Coulomb准则下煤柱极限强度以及简化的A.H.Wilson公式得到... 基于黏性材料的SMP(spatially mobilized plane)破坏准则,分析了煤柱在三维应力状态下的应力问题,并推导了煤柱极限强度的计算公式。通过改变煤体的内摩擦角和凝聚力c,与Mohr-Coulomb准则下煤柱极限强度以及简化的A.H.Wilson公式得到的煤柱极限强度进行对比,结果表明,Mohr-Coulomb准则和A.H.Wilson公式由于忽略了煤柱中主应力的影响,其得到的极限强度计算公式低估了煤柱实际极限强度,说明基于黏性材料的SMP准则下的煤柱极限强度计算符合实际,对于分析煤柱的稳定性具有一定的现实指导意义。 展开更多
关键词 SMP准则 三维应力 极限强度 煤柱
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裂隙岩体渗流与三维应力耦合的理论与实验研究 被引量：24
8
作者 常宗旭 赵阳升 +1 位作者 胡耀青 杨栋 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z2期4907-4911,共5页
围绕裂隙岩体渗流与应力之间的关系问题,从理论出发,经过合理的建模和严密的推演,得出裂隙岩体渗流与三维应力的耦合方程。该方程经过了大量的三轴实验数据的验证,解决了裂隙岩体受到的侧向应力对其渗流是否有影响这一岩石力学学科中争... 围绕裂隙岩体渗流与应力之间的关系问题,从理论出发,经过合理的建模和严密的推演,得出裂隙岩体渗流与三维应力的耦合方程。该方程经过了大量的三轴实验数据的验证,解决了裂隙岩体受到的侧向应力对其渗流是否有影响这一岩石力学学科中争议很大的问题。指出了裂隙侧向应力引起的裂隙侧向变形是影响裂隙岩体渗流的主要因素,其影响符合负指数规律。同时,还分析了裂隙组的渗流问题。 展开更多
关键词 岩石力学 三维应力 渗流规律 孔隙压力 裂隙岩体
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三维应力作用下煤层气吸附解吸特性实验 被引量：24
9
作者 唐巨鹏 潘一山 +1 位作者 李成全 董子贤 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期35-38,共4页
以辽宁阜新孙家湾煤矿这一典型高瓦斯矿井为例,将煤层气集聚、赋存和运移视为地应力场、温度场、化学场综合作用的连续物理力学过程,通过考虑三维应力作用,在连续先加载(模拟漫长地质作用)后卸载(模拟井巷开采)过程中,改变轴压、围压和... 以辽宁阜新孙家湾煤矿这一典型高瓦斯矿井为例,将煤层气集聚、赋存和运移视为地应力场、温度场、化学场综合作用的连续物理力学过程,通过考虑三维应力作用,在连续先加载(模拟漫长地质作用)后卸载(模拟井巷开采)过程中,改变轴压、围压和孔隙压力不同组合,模拟煤层气聚集、赋存和运移的应力状态,连续进行了煤层气吸附解吸实验研究。得到了以下认识:即加载过程中解吸量、解吸时间均与孔隙压力呈抛物线关系变化,拟合效果良好;卸载过程中随轴压减小,解吸量增加,解吸时间减少;同样荷载条件下,加载时解吸量大于卸载时解吸量,而加载时解吸时间却小于卸载时解吸时间;只有在加载时改变孔隙压力变化的情况下,才具有解吸量越大解吸时间越长的规律,其余则表现为解吸量越大、解吸时间越短的规律。 展开更多
关键词 煤成气 三维应力 吸附 解吸 特性 实验室试验 孔隙压力 轴压
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轮压作用下岩壁吊车梁的三维应力和实测对比 被引量：17
10
作者 刘颖 曹普发 彭守拙 《水力发电学报》 CSCD 北大核心 1996年第2期51-61,共11页
地下厂房岩壁吊车梁这一新型结构已在我国得到广泛应用。本文在二维分析的基础上，对东风水电站地下厂房岩壁吊车梁锚杆的轮压应力（由吊车荷载引起的应力）进行了计算，分析了影响因素，阐述了吊车梁的承载机理，并与现场吊车承载试验... 地下厂房岩壁吊车梁这一新型结构已在我国得到广泛应用。本文在二维分析的基础上，对东风水电站地下厂房岩壁吊车梁锚杆的轮压应力（由吊车荷载引起的应力）进行了计算，分析了影响因素，阐述了吊车梁的承载机理，并与现场吊车承载试验的实测值进行了对比，两者符合较好，不仅数值相近，而且应力分布规律和吊车荷载的影响范围也较一致，从而使数值分析得到了实践的检验。 展开更多
关键词 水电站 地下式厂房 吊车 梁 岩壁 三维应力
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围岩三维应力光栅监测方法及相似模拟实验研究 被引量：20
11
作者 魏世明 马智勇 +1 位作者 李宝富 柴敬 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期138-143,共6页
为了实现对采动下围岩三维应力状态及变其化规律的有效监测,采取了光纤光栅的监测方法,并进行了相关的相似模拟实验。在橡胶基质的立方体表面分别粘贴3根与x,y,z方向平行的光纤光栅,形成了对三维应力敏感的测试结构;以广义胡克定律为基... 为了实现对采动下围岩三维应力状态及变其化规律的有效监测,采取了光纤光栅的监测方法,并进行了相关的相似模拟实验。在橡胶基质的立方体表面分别粘贴3根与x,y,z方向平行的光纤光栅,形成了对三维应力敏感的测试结构;以广义胡克定律为基础,推导了光纤应变与岩体应力之间的力学关系,并进行了相关力学标定实验。结果表明传感器对三维应力具有良好的力学响应特性,应力的灵敏度系数λ1,λ2分别为0.047 14和0.021 84ε/MPa;对相似模拟实验中采动影响下三维应力变化过程进行了监测,结果表明,传感器可以实现相似模型内部三维应力变化的监测,监测结果与实际变化规律相一致,可满足岩体内部三维应力监测的要求。 展开更多
关键词 围岩 三维应力 光纤光栅 相似模拟实验 监测
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非对称综放开采煤层三维应力分布特征及其层厚效应研究 被引量：16
12
作者 谢广祥 杨科 常聚才 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期775-779,共5页
基于非对称综放开采布置特点,以谢桥煤矿1151(3)综放面地质技术条件为背景,采用计算机数值模拟,并结合现场实测研究,揭示非对称开采煤层三维应力分布及一次开采煤厚变化对应力分布的影响规律。研究结果表明,非对称开采工作面煤层应力呈... 基于非对称综放开采布置特点,以谢桥煤矿1151(3)综放面地质技术条件为背景,采用计算机数值模拟,并结合现场实测研究,揭示非对称开采煤层三维应力分布及一次开采煤厚变化对应力分布的影响规律。研究结果表明,非对称开采工作面煤层应力呈非对称分布,煤柱侧工作面煤层应力峰值及其超前距离和应力降低区的范围最大;随一次开采煤厚的增加,煤层应力峰值降低,峰值距煤壁的距离增大,应力向煤层深部煤体转移。研究为煤柱合理留设、巷道合理布置、采场围岩稳定性控制、提高煤炭资源采出率、安全高效开采等方面提供理论依据。 展开更多
关键词 采矿工程 非对称 综放开采 三维应力 层厚效应
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基于SMP准则的土体三维应力状态土压力问题 被引量：16
13
作者 江强 朱建明 姚仰平 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第B11期1415-1417,共3页
基于SMP准则,分析了土体处于三维应力状态下的土压力问题,推导出无粘性土的主被动土压力的计算公式,通过引入粘结力σ0将其扩展到粘性土,和实测数据及朗肯理论计算结果进行了对比。结果表明:朗肯土压力理论所得的主动土压力偏大,采用本... 基于SMP准则,分析了土体处于三维应力状态下的土压力问题,推导出无粘性土的主被动土压力的计算公式,通过引入粘结力σ0将其扩展到粘性土,和实测数据及朗肯理论计算结果进行了对比。结果表明:朗肯土压力理论所得的主动土压力偏大,采用本文公式计算所得结果更为接近实测值,从而说明考虑土体三维应力状态对分析土压力的设计计算具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 SMP准则 三维应力 土压力 无粘性土 粘性土
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基坑开挖对邻近既有隧道变形的影响 被引量：16
14
作者 李顺群 马伟亮 +2 位作者 叶茂松 黄雄飞 张彦 《济南大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第3期252-260,共9页
以某深基坑项目为例,利用小应变硬化模型对基坑开挖全过程进行模拟计算,结合坑外土体三维应力和隧道位移监测结果,研究基坑开挖对邻近既有隧道变形的影响。结果表明:土体三维应力和隧道变形计算结果与实测数据基本吻合,说明了计算模型... 以某深基坑项目为例,利用小应变硬化模型对基坑开挖全过程进行模拟计算,结合坑外土体三维应力和隧道位移监测结果,研究基坑开挖对邻近既有隧道变形的影响。结果表明:土体三维应力和隧道变形计算结果与实测数据基本吻合,说明了计算模型的可靠性;基坑开挖引起围护结构向基坑方向最大偏移量为25.8 mm,引起邻近基坑地表最大沉降量为17.7 mm;基坑开挖引起左线隧道向基坑方向最大水平位移约为2.3 mm,向深度方向最大位移约为1.3 mm,与实测值基本吻合,符合规范要求;左线隧道管片最大轴力约为680 kN,最大弯矩约为58 kN·m,隧道砌筑管片能够满足强度要求;基坑外不同位置的隧道在基坑开挖期间均向基坑方向偏移,竖向位移表现为上浮。 展开更多
关键词 基坑开挖 三维应力 数值模拟 地铁隧道 隧道变形
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高温三维应力下花岗岩三维蠕变的模型研究 被引量：16
15
作者 张宁 赵阳升 +2 位作者 万志军 董付科 冯子军 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期875-881,共7页
采用中国矿业大学的"20MN高温高压岩体三轴试验机"进行高温三维应力下大尺寸φ200mm×400mm鲁灰花岗岩蠕变特性的试验研究,温度最高达600℃,轴向应力最高达175MPa。研究发现:(1)三维应力条件下鲁灰花岗岩300℃,500℃的轴... 采用中国矿业大学的"20MN高温高压岩体三轴试验机"进行高温三维应力下大尺寸φ200mm×400mm鲁灰花岗岩蠕变特性的试验研究,温度最高达600℃,轴向应力最高达175MPa。研究发现:(1)三维应力条件下鲁灰花岗岩300℃,500℃的轴向蠕变和300℃,500℃,600℃的体积蠕变变形均可划分为:瞬态蠕变阶段、稳态蠕变阶段和加速蠕变阶段。(2)高温三维应力条件下,鲁灰花岗岩试样的体积、长度和半径随蠕变时间的增加出现增长,这是因为热破裂引起岩石的内部产生了大量的微裂纹,同时还发现试样的侧向比轴向变形增长的速度变形快。(3)以试验结果为依据将静水应力引发体积蠕变,差应力引发轴向蠕变作为三维应力状态下黏弹塑性问题的假设,导出三维应力条件下Burgers体模型体积蠕变的本构方程。(4)通过对蠕变曲线的分析发现,可以用Burgers体模型来模拟鲁灰花岗岩300℃,500℃的轴向蠕变和300℃,500℃,600℃的体积蠕变,并且求出模型的参数。 展开更多
关键词 岩石力学 高温 体积蠕变 本构模型 黏弹塑性 三维应力
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三维应力作用下砂砾岩孔隙型渗流 被引量：10
16
作者 叶源新 刘光廷 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期335-339,共5页
为了掌握砂砾岩在三维应力作用下的渗流规律,开展了理论和试验研究。把渗透系数设定成孔隙率变化量的函数,再基于孔隙弹性理论推导孔隙率变化量和应力之间的关系,建立了孔隙型岩石的渗流应力耦合特性关系式,其表明平均有效应力是控制孔... 为了掌握砂砾岩在三维应力作用下的渗流规律,开展了理论和试验研究。把渗透系数设定成孔隙率变化量的函数,再基于孔隙弹性理论推导孔隙率变化量和应力之间的关系,建立了孔隙型岩石的渗流应力耦合特性关系式,其表明平均有效应力是控制孔隙型岩石渗透系数变化的主要因素。在渗流-三轴应力耦合试验机上开展的砂砾岩渗流应力耦合试验的结果进一步证明,砂砾岩渗透系数与平均有效应力成负指数函数关系。根据理论分析和试验结果建立了砂砾岩在三维应力作用下的耦合特性关系模型。 展开更多
关键词 砂砾岩 渗流应力耦合 三维应力 平均有效应力
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V型河谷区原地应力测量研究 被引量：8
17
作者 李宏 安其美 +1 位作者 王海忠 毛吉震 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期3069-3073,共5页
为研究V型河谷区岩体应力的大小、方向及其分布,采用水压致裂法对河床和山体内的平面和三维地应力进行现场测量。实测最大水平主应力方向为NW40°～60°,最大水平主应力值最高近40MPa,最小水平主应力值为20MPa;在河床谷底浅部80... 为研究V型河谷区岩体应力的大小、方向及其分布,采用水压致裂法对河床和山体内的平面和三维地应力进行现场测量。实测最大水平主应力方向为NW40°～60°,最大水平主应力值最高近40MPa,最小水平主应力值为20MPa;在河床谷底浅部80m以上,受河谷卸荷影响地应力有所释放,形成卸荷带;孔深90～130m产生应力集中,形成V型峡谷典型的“应力包”分布特征;在山体内PD27#平硐不同硐深处的3个测点进行三维地应力测量。测量结果表明:三维主应力值随硐深的增加而增大,从1#～3#测点测得的最大主应力和最小主应力的数值增加近1倍;3个测点主应力的方位和倾向大体一致,随硐深的增加,最大主应力倾角逐渐变陡,反映出重力的贡献越为显著。对原地应力实测结果进行解析,得到隧道横截面的最大主压应力和最小主压应力及相关的应力参量,结合岩爆判据对隧道发生岩爆的可能性进行分析,隧道横截面内最大差应力的大小是控制岩爆发生的主要因素。 展开更多
关键词 岩土力学 水压致裂 平面应力 三维应力 卸荷带 应力集中 岩爆
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三维应力下热破裂对花岗岩渗流规律影响的试验研究 被引量：11
18
作者 张宁 赵阳升 +2 位作者 万志军 董付科 冯子军 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期118-123,共6页
采用"20MN高温高压岩体三轴试验机",精心设计4块完整花岗岩岩样。在25和75MPa静水应力条件下,实时测试花岗岩岩样在热破裂作用下的渗流规律,这是国内目前首次对花岗岩在高温三维应力作用下渗流规律的实时试验研究。试验结果表... 采用"20MN高温高压岩体三轴试验机",精心设计4块完整花岗岩岩样。在25和75MPa静水应力条件下,实时测试花岗岩岩样在热破裂作用下的渗流规律,这是国内目前首次对花岗岩在高温三维应力作用下渗流规律的实时试验研究。试验结果表明:(1)在三维应力条件下,花岗岩发生热破裂。在热破裂升温过程中,花岗岩岩样的渗透率随温度的升高而表现为正指数增大的规律。(2)在热破裂作用初期,花岗岩岩样渗透率随温度的增加而缓慢增加。在热破裂作用的后期,花岗岩岩样渗透率随温度的升高而急剧升高直至达到渗透率峰值。(3)在整个热破裂升温过程中,各花岗岩岩样渗透率随温度升高而不断增加,渗透率变化率随温度的升高而不断加速。(4)在静水应力和热破裂作用下,花岗岩岩样的渗透率峰值和初始值的比值最高可达93倍,其渗透率的变化率最高达3.5×10-4mD/℃,热破裂作用极大地增强花岗岩的渗透特性。试验得到的数据和结论对高温岩体地热开发、石油二次开采及煤炭地下气化具有重要的意义。 展开更多
关键词 岩石力学 渗流规律 三维应力 高温 热破裂 渗透率
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考虑有效应力的钻屑量理论分析及试验研究 被引量：10
19
作者 唐巨鹏 陈帅 李卫军 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期130-138,共9页
考虑深部开采条件下水平地应力作用不能忽略,引入有效应力,推导得到新钻屑量公式,分析给出了有效应力与钻屑量间关系,提出了通过有效应力判断钻屑量方法。在此基础上以典型阜新孙家湾矿突出危险煤层为例,利用自主研制的三维应力煤体钻... 考虑深部开采条件下水平地应力作用不能忽略,引入有效应力,推导得到新钻屑量公式,分析给出了有效应力与钻屑量间关系,提出了通过有效应力判断钻屑量方法。在此基础上以典型阜新孙家湾矿突出危险煤层为例,利用自主研制的三维应力煤体钻屑量检测试验装置,改变轴压模拟垂直地应力、围压模拟水平地应力、孔隙压模拟瓦斯压力作用,进行了实验室尺度下钻屑法模拟试验,研究了有效应力、煤层深度、瓦斯压力对钻屑量影响规律。研究结果表明：钻屑量与有效应力呈线性递增关系,试验值略大于理论值,平均误差为7.9%,与前人结论一致,验证了新钻屑量公式有效性及三维应力煤体钻屑量检测试验装置可靠性;随着煤层埋藏深度增大,钻屑量越大,钻屑量与煤层深度呈线性递增规律,且钻屑量随钻孔深度增加呈先减小、后递增、最后缓慢递减规律,在钻孔深度12.5 cm处钻屑量最大,表明此处为应力集中区;钻屑量随瓦斯压力增加,呈指数函数递增规律,瓦斯压力越大,孔壁裂纹扩展越明显,说明瓦斯对煤体软化作用越显著。上述研究结论对该矿深部煤与瓦斯突出预测和防治具有重要参考价值。 展开更多
关键词 三维应力 钻屑量 有效应力 煤层深度 瓦斯压力
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剪应力对煤体渗透性影响的研究 被引量：7
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作者 刘静波 赵阳升 +1 位作者 胡耀青 段康廉 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1631-1635,共5页
近几十年来,国内外广泛研究了应力对岩石渗透性影响的重要科学命题,对于等效均质岩石而言,其结果主要表明轴向应力、侧向压力和体积应力对岩石渗透性有重要影响。剪应力的影响如何,有过许多讨论,但并无一致结论。以课题组进行的20余个... 近几十年来,国内外广泛研究了应力对岩石渗透性影响的重要科学命题,对于等效均质岩石而言,其结果主要表明轴向应力、侧向压力和体积应力对岩石渗透性有重要影响。剪应力的影响如何,有过许多讨论,但并无一致结论。以课题组进行的20余个矿井煤样三轴应力作用下的渗透率测试结果为基础,采用八面体剪应力表征剪应力,通过数据拟合的方法,给出了同时考虑体积应力、孔隙压力和八面体剪应力影响的公式,并与文献[11]仅考虑体积应力与孔隙压力影响的拟合结果比较,发现拟合公式增加八面体剪应力项,给出的拟合结果的复相关系数提高不大,平均仅1.06%,最高仅4.73%。充分说明对于等效连续介质而言,剪应力对渗透性的影响很小,主要是体积应力的作用,其机理是体积应力对孔隙大小的变化,而不是八面体剪应力对孔隙形状的改变。 展开更多
关键词 渗透率 剪应力 体积应力 孔隙率 三维应力 实验拟合
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