煤岩单轴与三轴压缩试验研究 被引量：14

1

作者 刘刚 李明 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2013年第7期4-6,共3页

在电液伺服岩石力学试验系统上进行了煤岩的单轴和三轴压缩试验。结果表明:在单轴压缩时,大部分试件表面出现剥落并发生X状共轭斜面剪切破坏或劈裂破坏;不同试样煤岩的强度离散性较大,对于强度较高的试件,其弹性模量也较大。三轴压缩时... 在电液伺服岩石力学试验系统上进行了煤岩的单轴和三轴压缩试验。结果表明:在单轴压缩时,大部分试件表面出现剥落并发生X状共轭斜面剪切破坏或劈裂破坏;不同试样煤岩的强度离散性较大,对于强度较高的试件,其弹性模量也较大。三轴压缩时,煤岩的变形增加并沿某一斜面产生剪切破坏,变形表现出塑性材料的特征;煤样弹性模量相对单轴压缩时提高,离散性降低;三轴强度大于单轴强度,而且三轴强度和残余强度随围压的增加而增大。 展开更多

关键词 压缩试验 应力-应变特性 煤岩强度 变形特征

原文传递

石油工程岩石强度与变形尺度效应研究现状综述与建议 被引量：3

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作者 陈军斌 李帅 +3 位作者 王汉青 姚欢迎 聂向荣 龚迪光 《中国矿业》 北大核心 2020年第4期175-182,共8页

岩石强度与变形存在显著的尺度效应。本文对石油工程岩石强度尺度效应根源、强度与变形尺度效应规律及影响因素进行总结分析,并对未来研究方向给出了建议。结果表明:非均质性理论和端部摩擦效应理论是解释岩石强度尺度效应根源的主要理... 岩石强度与变形存在显著的尺度效应。本文对石油工程岩石强度尺度效应根源、强度与变形尺度效应规律及影响因素进行总结分析,并对未来研究方向给出了建议。结果表明:非均质性理论和端部摩擦效应理论是解释岩石强度尺度效应根源的主要理论,但实际岩石强度必然受到二者共同制约,区别在于不同尺度岩样,起主导作用的因素不同;岩石强度与变形尺度效应规律目前仍存在较大分歧,各预测模型普适性有待提高;岩石类型、非均质度等10个因素均影响岩石强度与变形尺度效应规律;建立行业统一的测试和评价标准、开展储层条件下的岩石强度与变形尺度效应实验等6个方向是未来石油工程岩石强度与变形尺度效应的研究重点。岩石强度与变形尺度效应研究对于钻井安全和压裂设计等具有重要指导意义。 展开更多

关键词 石油工程 岩石强度与变形 尺度效应 研究现状 发展建议

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不同围压下软岩巷道全长锚固支护优化研究 被引量：1

3

作者 李世辉 范雪峰 +1 位作者 李世领 孙仕元 《四川建材》 2022年第2期91-92,共2页

以淮南矿区丁集矿西三采区地质条件为背景,采用FLAC3D计算软件对深井软岩巷道全长锚固支护条件下围岩稳定性进行模拟计算,获得不同围岩应力和支护强度作用下巷道围岩稳定性影响规律。得知,随着围岩应力环境增大,巷道顶帮下沉量和底板底... 以淮南矿区丁集矿西三采区地质条件为背景,采用FLAC3D计算软件对深井软岩巷道全长锚固支护条件下围岩稳定性进行模拟计算,获得不同围岩应力和支护强度作用下巷道围岩稳定性影响规律。得知,随着围岩应力环境增大,巷道顶帮下沉量和底板底鼓量增大,巷道顶底板变形位围岩移量变化趋势与巷道两帮变形趋势基本一致,在10 MPa围岩环境中,锚杆支护排距以800 mm×800 mm较优。研究结果可为深埋回采巷道锚杆支护的设计与施工提供了一定的参考。 展开更多

关键词 深井巷道 围岩强度 围岩应力 全长锚固 围岩变形

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断裂带和俯冲带中石墨碳质物的地质过程与碳循环意义 被引量：1

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作者 曹淑云 周丁奎 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期101-111,共11页

碳是自然界中常见的一种元素,其以单矿物(如石墨、金刚石)、化合物形式(如碳酸盐、二氧化碳)及生物体中的有机碳等多种形式存在。随着越来越多的深入研究,碳质物或石墨化的作用和地位也引起了广泛的关注。石墨碳质物出现在不同地壳深度... 碳是自然界中常见的一种元素,其以单矿物(如石墨、金刚石)、化合物形式(如碳酸盐、二氧化碳)及生物体中的有机碳等多种形式存在。随着越来越多的深入研究,碳质物或石墨化的作用和地位也引起了广泛的关注。石墨碳质物出现在不同地壳深度的断裂带或俯冲带岩石中,特别是在一些大地震断裂带中富集。在地质变质作用过程中,随着温度的增加,非晶形碳质物转变为晶形有序化的石墨,且其石墨化过程不可逆,因此其拉曼光谱峰可定量记录峰期变质作用温度;同时,在变形过程中,石墨的特殊结构性能和力学属性能有效降低岩石强度,促进塑性变形,在快速滑动面或地震滑动面中,起到固体润滑剂作用,因此,地壳中的石墨物质对于岩石强度弱化和地震断裂滑动及演化过程具有重要意义。石墨碳质物具有低溶解性和低移动性,常作为碳汇稳定存在于深部地壳中,在地质时间尺度上,一旦碳及石墨化共同参与到岩石中,一些主要的地质过程(如俯冲作用、断裂作用、风化侵蚀、生物作用)致使石墨碳质物通过形成和破坏过程富集或释放碳到地球表面(大气圈),将显著地影响碳循环。 展开更多

关键词 石墨 碳循环 岩石强度 碳汇 地壳构造变形 深俯冲 石墨拉曼光谱

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静力加载条件下隧道碎石变形强度特性及二次破碎研究

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作者 冯超 祝方才 +1 位作者 晏仁 周俊杰 《价值工程》 2022年第27期90-96,共7页

软弱破碎岩层的隧道,常出现围岩遇水软化强度降低、产生大变形的情况。本文以大栗树隧道围岩大变形为研究背景,利用大型三轴剪切仪器,考虑围压、孔压、轴向应变、循环加卸载等因素研究破碎岩石的强度和变形特性。实验结果表明:饱和状态... 软弱破碎岩层的隧道,常出现围岩遇水软化强度降低、产生大变形的情况。本文以大栗树隧道围岩大变形为研究背景,利用大型三轴剪切仪器,考虑围压、孔压、轴向应变、循环加卸载等因素研究破碎岩石的强度和变形特性。实验结果表明:饱和状态下破碎岩样的应力随着应变的增加而增大,但其弹性模量变化较大;围岩强度受施工扰动影响,扰动越频繁,强度下降越多;二次破碎导致岩样的峰值强度减少了近三分之一,二次破碎导致孔隙水压力峰值强度增大;干燥样单级加载组的岩样破碎程度最严重,其次是饱和样循环加载,再次是饱和样单级加载,单纯制样条件对岩样的破碎程度影响最小。 展开更多

关键词 破碎岩体 岩石二次破碎 动三轴试验 岩石强度特性 变形特性

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高地应力环境下隧道围岩强度特征研究 被引量：6

6

作者 余洪璋 冯君 +1 位作者 姜波 张广泽 《高速铁路技术》 2020年第3期18-21,27,共5页

本文结合铁路隧道工程实例,考虑高地应力地质环境及地质构造特征,将隧道围岩强度进行分类,通过对构造应力为主的软岩大变形形成机理进行分析,提出对该类大变形的防控理念,得出了以下研究结论:(1)高地应力环境下,隧道围岩应考虑三种岩石... 本文结合铁路隧道工程实例,考虑高地应力地质环境及地质构造特征,将隧道围岩强度进行分类,通过对构造应力为主的软岩大变形形成机理进行分析,提出对该类大变形的防控理念,得出了以下研究结论:(1)高地应力环境下,隧道围岩应考虑三种岩石强度,分别是天然强度、原岩强度和卸荷强度,对以构造应力为主的隧道围岩大变形和岩爆,应着重考虑围岩的卸荷强度;(2)对构造应力为主的软岩大变形,提出“千层底”加固圈的防控理念,并提出“快挖、快支、快锚、快封闭”的主动防控设计方法。 展开更多

关键词 高地应力 围岩强度 软岩大变形 千层底 防控理念

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坪上煤业13063巷多次动压影响变形研究 被引量：1

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作者 万坤 《江西煤炭科技》 2019年第3期67-69,共3页

针对13063巷受多次强烈采动影响、巷间煤柱尺寸小、服务周期长、向斜轴部应力集中程度高等现状,对采动最剧烈的400~800m处进行了地应力测试和围岩强度测试,结合现场情况和测试数据对变形原因进行了分析,提出应用水力压裂切顶卸压技术来... 针对13063巷受多次强烈采动影响、巷间煤柱尺寸小、服务周期长、向斜轴部应力集中程度高等现状,对采动最剧烈的400~800m处进行了地应力测试和围岩强度测试,结合现场情况和测试数据对变形原因进行了分析,提出应用水力压裂切顶卸压技术来改善围岩应力状态,为多次采动影响下留巷围岩变形控制提供了参考依据。 展开更多

关键词 煤巷 动压影响 地应力测试 围岩强度测试 变形原因分析

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双结构面对岩体强度影响的模拟分析 被引量：8

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作者 尹立明 张培森 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2010年第4期600-603,共4页

通过理论分析与数值模拟相结合的方法,分析了双结构面对岩体强度的影响.研究表明,影响结构面滑移变形的主要因素有应力集中系数、采深、结构面倾角和结构面的力学参数.在结构面力学参数一定的情况下,应力集中系数越大及采深越大,结构面... 通过理论分析与数值模拟相结合的方法,分析了双结构面对岩体强度的影响.研究表明,影响结构面滑移变形的主要因素有应力集中系数、采深、结构面倾角和结构面的力学参数.在结构面力学参数一定的情况下,应力集中系数越大及采深越大,结构面产生滑移变形的可能性越大;结构面倾角越小,产生滑移变形的可能性越大.采空区上部小角度结构面产生滑移变形是导致离层、产生底鼓的机制之一;两个弱面之间相互干扰、叠加影响了岩体的抗压强度,当两个弱面中有任一个弱面与轴线成30°时岩体抗压强度最小. 展开更多

关键词 双结构面 岩体强度 模拟分析 滑移变形 FLAC3D

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大理岩三轴压缩试验的颗粒流模拟 被引量：5

9

作者 姚涛 任伟 +1 位作者 阙坤生 王运栋 《土工基础》 2012年第2期70-73,共4页

进行了大理岩在不同围压下的三轴压缩颗粒流模拟,通过试验对比分析,发现经由颗粒流单轴压缩试验模拟得到的微观参数可以较好地应用到三轴压缩试验模拟中;颗粒流程序可以较好地模拟大理岩在单轴、三轴压缩试验中的强度变形特性,得到的强... 进行了大理岩在不同围压下的三轴压缩颗粒流模拟,通过试验对比分析,发现经由颗粒流单轴压缩试验模拟得到的微观参数可以较好地应用到三轴压缩试验模拟中;颗粒流程序可以较好地模拟大理岩在单轴、三轴压缩试验中的强度变形特性,得到的强度参数与试验值差距较小,但弹性模量无法反映实际试验中的变化过程,泊松比存在较大差距。 展开更多

关键词 颗粒流 单轴 三轴 强度 变形

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东滩矿底板巷道变形规律研究 被引量：5

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作者 刘先贵 刘传孝 +2 位作者 杨德玉 徐道之 齐方跃 《山东矿业学院学报》 CAS 1993年第3期231-235,共5页

本文通过对东滩煤矿8条底板巷道受跨采影响变形的实测分析和相似材料模拟实验研究,总结了底板巷道受采动影响的变形规律;分析影响底板巷道的变形的主要因素;提出围岩强度是影响底板巷道变形的最主要因素;研究表明,增加巷道与煤层的法线... 本文通过对东滩煤矿8条底板巷道受跨采影响变形的实测分析和相似材料模拟实验研究,总结了底板巷道受采动影响的变形规律;分析影响底板巷道的变形的主要因素;提出围岩强度是影响底板巷道变形的最主要因素;研究表明,增加巷道与煤层的法线距离对减小巷道的变形量虽有一定的作用,但这种影响并不明显。本文着重强调:减轻巷道变形的关键在于确定合理的巷道位置及支护方式。 展开更多

关键词 煤矿 底板 压力 巷道变形 围岩强度

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不同试验方法下岩石抗拉强度及破裂特性 被引量：4

11

作者 黄正均 任奋华 +3 位作者 李远 张栋 隋智力 张英 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2020年第10期45-49,共5页

岩石抗拉强度为岩石力学性质的主要指标之一,拉伸破坏也为岩石破坏的主要形式之一,同时也是岩体工程设计与稳定性评价中的重点控制参数。岩石的抗拉强度和变形特性与试验方法密切相关,目前主要方法包括直接拉伸、巴西劈裂和三点弯曲等... 岩石抗拉强度为岩石力学性质的主要指标之一,拉伸破坏也为岩石破坏的主要形式之一,同时也是岩体工程设计与稳定性评价中的重点控制参数。岩石的抗拉强度和变形特性与试验方法密切相关,目前主要方法包括直接拉伸、巴西劈裂和三点弯曲等。该文选用几种较具代表性的岩石试样(花岗岩、大理岩、辉绿岩),通过对比试样在不同试验方法下的试验结果,同时结合数值模拟方式对不同方法下的试验过程进行理论模拟分析,得出不同试验方法下的岩石抗拉强度和变形特性的变化规律:①巴西劈裂法得出的抗拉强度明显高于直接拉伸法,而三点弯曲得出的强度为抗折强度,其强度数值最高,岩石变形模量则反之。②三点弯曲得出的虽为抗折强度,但岩石实质上也为拉伸破坏造成,故其强度可作为岩石抗拉强度的重要参考,约为直接拉伸和巴西劈裂强度的2.5倍,变形模量介于两者之间。③巴西劈裂方法下岩石的变形破坏为中间起裂,并向两端发展,直接拉伸方法由于受中部切缝的影响,其变形首先会在切缝两端产生并向中间发展,而三点弯曲方法下岩石的变形破坏由底部表面起裂并向中间发展。 展开更多

关键词 岩石抗拉强度 直接拉伸 巴西劈裂 三点弯曲 变形模量

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损伤岩石受拉变形模量的理论计算方法 被引量：2

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作者 沈才华 王浩越 +1 位作者 李雪松 王媛 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期1466-1475,共10页

岩石受拉破坏过程本质是微裂纹扩展过程,假设均匀损伤的岩样由很多单裂纹岩石单元组成,受拉条件下含裂纹岩石单元的应变包括裂纹张开引起的岩石弹性应变,非弹性应变,岩石基质的弹性应变。采用COD理论计算裂纹尖端的最大张开位移,根据裂... 岩石受拉破坏过程本质是微裂纹扩展过程,假设均匀损伤的岩样由很多单裂纹岩石单元组成,受拉条件下含裂纹岩石单元的应变包括裂纹张开引起的岩石弹性应变,非弹性应变,岩石基质的弹性应变。采用COD理论计算裂纹尖端的最大张开位移,根据裂纹张开位移计算单裂纹单元的应变增量,计算出岩样受拉破坏时的应变与初始裂纹密度和裂纹最小间距的关系,最后建立了受拉条件下损伤岩样的体积变形模量计算方法。本方法能同时有效描述初始裂纹数量和裂纹长度对岩石变形的影响,更符合实际情况。结合算例分析显示:岩石裂纹张开引起的应变(包括弹性部分和塑性部分)是损伤岩石变形的重要组成部分,与初始损伤系数和内在抗拉强度成正比,与岩石基质弹性模量成反比。岩石的变形模量随着岩石的初始损伤增加而减小,随着裂纹长度损伤因子的增大而减小。并且初始损伤系数与初始裂纹密度以及裂纹最大半长的平方均成正比。 展开更多

关键词 岩石抗拉强度 变形模量 弹塑性断裂力学 COD设计理论

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岩体结构对含煤岩系变形的控制作用 被引量：1

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作者 王庆伟 苏现波 林晓英 《中国煤炭地质》 2008年第9期18-22,共5页

含煤岩系变形规律的研究,对煤炭资源评价和开采、煤矿瓦斯灾害预测、煤层气的可开发性评价具有指导意义。基于含煤岩系的岩体结构是控制其变形的基础因素这一前提,以岩体力学和分形几何学基本理论为指导,提出取决于岩石杨氏模量和泊松... 含煤岩系变形规律的研究,对煤炭资源评价和开采、煤矿瓦斯灾害预测、煤层气的可开发性评价具有指导意义。基于含煤岩系的岩体结构是控制其变形的基础因素这一前提,以岩体力学和分形几何学基本理论为指导,提出取决于岩石杨氏模量和泊松比的岩体强度因子和取决于岩层厚度的分形维数两个参数,以断层发育的安阳双全井田、褶皱发育的沁水盆地煤层气开发区及滑动构造发育的荥巩谷山井田为例,系统探讨了岩体结构对含煤岩系变形的控制作用。研究表明,低强度因子和厚层岩层较多的分形维数低值区,含煤岩系以韧性变形为主,多形成褶皱,煤体变形程度深,为瓦斯灾害严重区和煤层气难以开发区;高强度因子和厚层岩层较少的分形维数高值区,含煤岩系以脆性变形为主,多发育断层,构造煤难以区域展布,只分布在断层附近。可见含煤岩系变形不仅与岩体强度有关,而且受岩层厚度的控制。统计层段内刚性岩层的存在增加了岩体强度,岩层复杂程度的增加同样提高了岩体强度。岩体力学和分形几何学的引入,为煤岩体变形行为和程度的描述和预测提供了一种新途径。 展开更多

关键词 含煤岩系 岩体结构 岩体强度因子 分形维数 煤岩体变形

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