温度裂隙对充填体强度耦合效应及裂纹扩展模式

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温度与裂隙是影响充填体稳定性的两大重要因素。通过制备预制45°单裂隙全尾砂胶结充填体试样,对20~100℃范围内不同温度处置后的试样进行单轴压缩实验,分析温度-裂隙耦合作用下充填体强度及裂纹扩展规律。结果表明:1)裂隙存在劣化了充填体强度,温度升高使得充填体强度先增加后降低,二者对充填体强度的弱化系数Iσ1,Iσ2及耦合弱化系数Iσ分别介于0.401~0.504,-0.131~0.170及0.364~0.552之间;20~60℃之间,温度强化了充填体强度,温度在40℃左右,充填体强度达到最大值,60℃之后充填体强度开始劣化降低;温度-裂隙耦合作用下充填体强度的影响因素中,裂隙占主导地位,温度次

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温度裂隙填体强度耦合效应及裂纹扩展模式

温度与裂隙是影响充填体稳定性的两大重要因素。通过制备预制45°单裂隙全尾砂胶结充填体试样,对20~100℃范围内不同温度处置后的试样进行单轴压缩实验,分析温度-裂隙耦合作用下充填体强度及裂纹扩展规律。结果表明:1)裂隙存在劣化了充填体强度,温度升高使得充填体强度先增加后降低,二者对充填体强度的弱化系数Iσ1,Iσ2及耦合弱化系数Iσ分别介于0.401~0.504,-0.131~0.170及0.364~0.552之间;20~60℃之间,温度强化了充填体强度,温度在40℃左右,充填体强度达到最大值,60℃之后充填体强度开始劣化降低;温度-裂隙耦合作用下充填体强度的影响因素中,裂隙占主导地位,温度次

2020-05-23 立即下载
586KB
岩体裂隙对锚杆荷载传递机理的影响模拟研究

为了研究岩体裂隙对锚杆荷载传递机理的影响,采用ANSYS有限元分析软件建立了含裂隙锚固体有限元模型,通过计算分析了锚固体裂隙开度、裂隙长度和裂隙位置对锚杆应力传递机理的影响。结果显示:在裂隙位置,锚杆轴向应力和剪应力均会产生增大的现象,剪应力产生一个极小值τa和一个极大值τb,而轴向应力会产生一个极大值σ0。

2020-06-01 立即下载
627KB
煤炭地下气化覆岩温度场和裂隙场变化机制模拟研究

对我国内蒙古地区某煤炭地下气化研究区的气化煤层顶底板岩石试样进行了热物理参数的测定,并建立了各岩性岩石的比热容和导热系数随温度变化的拟合曲线方程,运用COMSOL Multiphysics软件对气化煤层覆岩的温度场情况进行了模拟,根据温度场的分布情况建立了阶段式的地下气化FLAC3D力学模型,通过调节对应温度的泥岩力学参数,实现了对顶板泥岩的温度反演,并得到了气化研究区的覆岩裂隙发育特征。将相应位置的裂隙高度实测值与模拟值进行对比,在5%的置信区间下R2值达到0.91,验证了所建立的力学模型的可靠性。

2020-05-15 立即下载
1.69MB
不同单一裂隙倾角对岩体破坏特征的影响

为了探求不同裂隙倾角对岩体破坏特征的影响,针对相似模拟试件进行室内试验。通过试验研究了单轴压缩含有裂隙试件的岩石断裂和节理滑动行为。经测试的岩石模型具有与水平倾角为0°、30°、45°、60°、90°的持久单一裂隙。结果表明,在单轴条件压缩下,完整试件的强度高于存在裂隙的试件;预制裂隙倾角影响着裂隙的发育程度,通过试验结果将裂纹发育程度从大到小排列依次为:60°、45°、0°、30°、90°;不同预制裂隙倾角试件的单轴抗压强度曲线近似成倒U型,并且预制裂隙的倾角在30°与45°之间存在着对试件强度影响最大的角度。

2020-04-29 立即下载
1.39MB
三维裂隙渗流模拟中裂隙对相交判断过程的优化

离散裂隙网络模型是模拟预测矿井突水事故有力工具。精确构建裂隙网络的几何结构需要判断大量裂隙之间的拓扑关系,而这一过程会显著影响数值模拟效率。引入定向包围盒技术对传统相交分析"两步法"进行算法优化,提出运算成本估算公式和基于假想裂隙面的参数选取方法。经多组相交实验表明,在大规模裂隙模拟中采用定向包围盒的整体运算时间与范围盒和轴向包围盒相比可节约40%和20%。

2020-04-24 立即下载
1.17MB
裂隙对煤岩超声波速度影响的实验——以沁水盆地石炭系煤层为例

对沁水盆地煤岩样品进行模拟煤层埋藏压力条件下的多方位超声波速度测试,研究煤岩中裂隙对超声波速度的影响,进而对地下裂隙进行预测,有利于煤层气的勘探开发。分析结果表明:煤岩中的裂隙会导致超声波速度降低,但当围压增大到10 MPa以后,大部分裂隙被压密闭合,煤岩的超声波速度趋于稳定;裂隙的方位对超声波在煤岩中的传播速度产生一定的影响,平行裂隙方向,超声波传播速度最大,垂直裂隙方向,超声波传播速度最小。研究成果为预测煤层中的裂隙提供了基础资料。

2020-05-08 立即下载
630KB
裂隙岩体注浆扩散范围及注浆量数值模拟

为预测浆液在裂隙中的扩散范围,建立二维正交裂隙网络宾汉浆液渗流模型,采用中心型有限体积法进行数值模拟。分别研究不同参数下,浆液在裂隙中的扩散范围,给出多因素影响下的注浆扩散半径公式和注浆量公式。研究表明,注浆压力、浆液黏度、浆液剪切强度、裂隙开度和裂隙粗糙度对浆液扩散半径起到主导作用;注浆压力、钻孔长度和裂隙开度对注浆量起到主导作用。通过该公式可定量预测任意参量下浆液扩散范围和注浆量。

2020-04-20 立即下载
439KB
基于Micro-CT技术的煤岩裂隙精细表征

为了表征完整煤样裂隙开度及空间展布,采用高精度Micro-CT扫描技术分析新巨龙煤矿的样品的裂隙结构。根据CT图像中裂隙周边CT数分布规律及三维可视化技术,对煤岩裂隙开度、分布和空间配置等参数进行精细表征。研究结果表明:运用高斯函数可以克服裂隙两侧CT数由于非均质造成波动,较为准确拟合裂隙CT数曲线的衰减规律;利用高斯函数的峰度(PH)与曲线面积(MA)对裂隙分布形态进行测量,当裂隙开度较小时(0.24 mm),MA法测量有较高的准确度;通过煤岩三维重建的裂隙3D可视化模型,可清晰识别煤中裂隙空间分布形态。根据三维裂隙区域中197个特征位置CT数分布的误差分析表明,采用参数PH法测量的平均误差

2020-04-26 立即下载
238KB
论文研究-基于角点分段算法的岩石裂隙宽度测量及分析.pdf

利用数字图像方法测量岩石节理裂隙宽度(开启度),需要对岩石裂隙进行分段。由于节理裂隙的信息主要反映在其特征点(角点)中,故提出了一种角点分段算法。利用此算法对岩石裂隙分段,再利用改进的Ferret——最佳拟合长方形算法测量宽度,通过对所得结果进行分析可知,利用角点分段算法和最佳拟合长方形算法相结合测量岩石裂隙宽度,与其他测量方法相比不仅实现了计算机的自动测量,而且测量的精确度更高。

2019-07-22 立即下载
2KB
基于蒙特卡罗法的二维随机裂隙模拟Matlab程序

基于蒙特卡罗法的二维随机裂隙Matlab程序,需要输入参数。

2018-09-13 立即下载
1.52MB
低渗煤层CO2气相压裂裂隙圈形态研究

为了揭示低渗煤层气相压裂裂隙圈形态,采用球形震源理论建立了地震应力降和裂隙圈形态关系,并对山西高河能源公司山西组3号煤层气相压裂作业过程进行了监测研究。结果表明:微地震监测作为一种地球物理手段可以有效揭示气相压裂裂隙卸压圈形态;气相压裂裂隙卸压圈形态显示为不规则的椭球型,椭球的长轴和钻孔压裂段长度相当,短轴长度为8~20 m;气相压裂裂隙扩展的不规则性主要受控于高压气体破岩的不同步,煤(岩)的各向异性及脆性指数也对裂隙扩展形态有影响。

2020-04-16 立即下载
248KB
采动岩体单裂隙水流瞬态温度场的数值模拟

采动岩体单裂隙水流瞬态温度场的数值模拟,徐义洪,,基于地下采动岩体存在裂隙、地下水和水热迁移等工程实际,为了研究裂隙岩体内部的流固耦合传热机理,探讨了单裂隙水流瞬态温度场

2020-01-18 立即下载
962KB
裂隙岩体流热耦合的三维有限元模型

利用传热学和渗流理论,建立了深部裂隙地层流热耦合传热的三维数学模型。采用渗流和导热微分方程描述了裂隙岩体渗流场分布和水流及岩体的温度场分布,结合边界条件及计算参数对裂隙岩体的流固耦合传热进行了数值模拟。数值模拟结果表明:岩体内裂隙水流所引发的热质迁移,对裂隙岩体的温度场分布有重要影响。断裂带及地下水流的存在改变了岩体的原有温度场分布。模型揭示了岩体与裂隙水流之间发生的对流换热现象,模拟了岩体内的温度场分布,实现了由点向场的转变。模拟结果与实际情况相吻合,表明采用该方法研究裂隙岩体的流固耦合传热是可行的。

2020-04-21 立即下载
1.51MB
初始裂隙倾角对岩石损伤断裂特征的影响研究

为了探求初始裂隙倾角对岩石损伤裂断特征的影响,采用岩石破裂过程的RFPA数值分析系统,对单轴压缩作用下的不同裂隙倾角的单裂隙试件破坏过程进行数值模拟。根据获得的不同加载步的岩石内部应力图像,分析初始裂隙倾角对岩石裂隙扩展方向及试件断裂方向的影响,获得了岩石内部应力再分布规律,结合声发射累积事故数随加载步的变化,将岩石内部应力分为损伤产生并稳定扩展阶段、损伤快速扩展并连通阶段和岩石破坏阶段。研究结果表明:在损伤产生并稳定扩展阶段,岩石内部的应力最大值随加载步的增加基本按线性增加,且初始裂隙倾角为45°时最大主应力和最大剪应力的最大值增长最快,初始裂隙倾角为15°时最小主应力的最大值增长最快。

2020-04-26 立即下载
504KB
基于裂隙形态特征的煤层图像裂隙识别研究

针对现有煤层图像裂隙识别方法未较好地考虑裂隙的形态特征或未较好地获取裂隙的整体信息的问题,通过分析煤层图像及其不同灰度阈值下二值图中裂隙的形态特征,定义了煤层裂隙判定系数,并取二值图中区域的长度、宽度和长宽比作为形态参数;同时给出一种基于裂隙形态特征的煤层图像裂隙识别方法,在给定形态参数阈值条件下遍历一定范围内的灰度阈值,对所得煤层图像的二值图进行裂隙识别,并将所有识别的裂隙合并作为最终识别结果。最后通过实例验证了该方法的有效性,得出结论:通过遍历一定范围内的灰度阈值进行煤层图像裂隙识别,可最大程度地获取煤层图像的裂隙信息;合理选取裂隙判定系数中形态参数的阈值,可有效提高煤层图像裂隙识别的准确

2020-04-29 立即下载
439KB
基于CT扫描的煤岩裂隙特征分析

本文通过实验研究,对煤样进行CT扫描,研究了煤岩裂隙的发育情况。同时应用Matlab对实验得到的CT图像进行处理,其中包括Canny算子边缘检测、图像二值化处理,使图像特征更加明显。利用盒维数法,定量化的描述煤岩裂隙的发育情况。通过对煤裂隙系统的分形特征在二维空间进行精确描述,得出1号煤样与2号煤样不同断面分形维数特征,找出了煤样图片数据中裂隙发育最为复杂的断面。

2020-04-22 立即下载
420KB
裂隙对深部高应力围岩劈裂破坏演化规律的影响分析

引入表征体积单元,采用考虑闭合效应下基于曲线扩展路径的劈裂演化等效连续体模型,利用FISH语言,内嵌入FLAC软件中,使方法程序化,分析微裂隙对深部高应力围岩劈裂破坏演化规律的影响。结果表明:裂隙越长,围岩劈裂破坏深度、面积越大;随着倾角的增长,劈裂破坏深度、面积先增大后减小并最终趋向于0,45°时达到最大值,倾角接近90°时,微裂隙形成自锁,劈裂破坏显著抑制;随着摩擦系数的增大,劈裂破坏深度、面积逐渐减小并最终趋向于0。

2020-04-25 立即下载
242KB
液氮半溶浸煤裂隙扩展试验研究

为分析液氮半溶浸作用下不同饱水度煤裂隙扩展特征,取山西无烟煤原煤煤样,利用自制的液氮半溶浸试验装置对不同饱水度煤样开展了半溶浸试验研究,测试了液氮作用前后煤样波速变化和表面微裂隙宽度扩展情况,结果表明:煤样的饱水度对液氮冷冻煤作用效果影响很大,饱和煤样波速改变率和裂隙宽度扩展率最大,半饱和煤样次之,干燥煤样最小;越靠近液氮作用面,煤样温度变化越大,液氮作用效果越显著,液氮溶浸煤样的波速变化率和裂隙宽度扩展率都最大;饱和、半饱和煤样微裂隙扩展的主要原因是水相变为冰引起的冻胀力,干燥煤样微裂隙扩展的主要原因是温度梯度引起的温度应力。

2020-05-19 立即下载
564KB
煤岩采动裂隙场的成因及其特征分析

煤层开采后将引起上覆岩层的移动与破断,从而在覆岩中形成采动裂隙。本文把随着工作面的推进,在上覆岩层中形成的一个动态的三维裂隙存在的空间叫裂隙场,分析了煤岩采动裂隙场的成因及其基本情况与特征。为研究煤岩瓦斯耦合、瓦斯突出区域预测及瓦斯的防治奠定了基础,为探索适合在裂隙场抽取利用瓦斯技术、早日实现煤与瓦斯安全共采,提供了科学依据。

2020-05-10 立即下载
448KB
锚杆锚固对裂隙岩体力学特性影响试验研究

采用不锈钢棒作为锚杆模型材料,采用水泥砂浆,制作含30,45,60和90°倾角且长度不同的裂隙试件,进行室内单轴压缩试验,研究裂隙倾角、裂隙长度等因素对加锚裂隙岩体力学特性及变形特征的影响,锚固方式分为无锚固、全长粘结锚固及预应力锚杆锚固。试验结果表明:加锚裂隙试件的峰值强度大致与裂隙倾角成正比关系;裂隙长度对无锚试件的强度及变形特性影响较大,而对加锚试件的影响较小;与无锚试件相比,加锚试件的弹性模量、峰值强度、残余强度均有不同程度的提高,且韧性增强,表现出延性破坏特征;全长粘结锚固及预应力锚杆锚固能够显著提高裂隙岩体的力学强度,增强裂隙岩体抗变形能力,有效抑制裂纹的扩展、贯通。锚杆的“锚固嵌

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