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溶蚀作用对破碎泥岩渗透特性的影响 预览
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作者 吴疆宇 冯梅梅 +2 位作者 郁邦永 韩观胜 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期117-125,共9页
为研究溶蚀作用对破碎岩石滲透特性的影响,研制一种可测量质量流失条件下破碎岩石滲透特性的试验系统.在破碎泥岩的滲透试验中掺入岩盐模拟自然条件下存在的溶蚀现象,加速溶蚀过程.讨论溶蚀作用下破碎泥岩滲透特性的演化规律,分析溶蚀... 为研究溶蚀作用对破碎岩石滲透特性的影响,研制一种可测量质量流失条件下破碎岩石滲透特性的试验系统.在破碎泥岩的滲透试验中掺入岩盐模拟自然条件下存在的溶蚀现象,加速溶蚀过程.讨论溶蚀作用下破碎泥岩滲透特性的演化规律,分析溶蚀作用下滲透压力、岩盐质量和泥岩颗粒粒径对破碎泥岩滲透特性的影响.结果表明:溶蚀作用导致破碎岩石内易溶物质和细小颗粒的流失极易破坏岩样内部的孔隙结构和骨架结构,由此造成结构内部导水通道的扩大和滲透参数的突增.其滲透参数基本与滲透压力、岩盐质量和泥岩颗粒粒径呈正相关关系.且对于滲透压力较大、岩盐质量较高和泥岩颗粒粒径较大的岩样,由于溶蚀作用的存在容易发生更明显的导水通道扩大现象.此外,在岩样的滲流过程中,也存在由于颗粒迁移导致的导水通道堵塞造成的滲透参数逐渐减小的现象。 展开更多
关键词 渗流 破碎岩石 溶蚀 质量流失 颗粒迁移
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围压及孔隙水压对饱水砂岩能耗特征的影响
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作者 吴疆宇 冯梅梅 +3 位作者 张文力 郁邦永 韩观胜 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期180-193,共14页
为研究含孔隙水压下岩石承载变形过程中的能量演化特征,基于有效应力原理推导出含孔隙水压下岩石承载变形过程中的能量计算公式.分析了围压和孔隙水压对岩石承载变形过程中能耗特征的影响,讨论了岩石输入能密度、弹性能密度和耗散能密... 为研究含孔隙水压下岩石承载变形过程中的能量演化特征,基于有效应力原理推导出含孔隙水压下岩石承载变形过程中的能量计算公式.分析了围压和孔隙水压对岩石承载变形过程中能耗特征的影响,讨论了岩石输入能密度、弹性能密度和耗散能密度在扩容起始点和峰值点的差异,从能量耗散的角度解释了岩石扩容起始应力作为岩石长期强度参数的合理性.研究表明:岩样在扩容起始点和峰值点的输入能密度和弹性能密度与围压呈正线性关系,与孔隙水压呈负线性关系.岩样承载过程中的cd-c阶段的耗散能密度随围压的增大而增大,而孔隙水压的增大则导致该阶段耗散能密度的减小,其有效地弱化了岩石材料内部颗粒间的摩擦效应.此外,孔隙水压能量输入密度随岩样的体积应变变化,在高孔隙水压条件下,相同应力水平的各类能量输入密度的绝对值随孔隙水压的增大而增大. 展开更多
关键词 岩石力学 能耗特征 孔隙水压 围压 扩容
甲醇装置合成气压缩机组汽轮机的改造 预览
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作者 《大氮肥》 CAS 2019年第2期104-110,共7页
介绍甲醇装置合成气压缩机高压抽凝式汽轮机替换为中压全凝式汽轮机的改造背景及技术方案,重点介绍机组的拆除和回装过程以及遇到的问题。改造后机组试车、运行均取得良好的效果,保证了机组在甲醇装置原料改变的情况下仍能满足工艺生产... 介绍甲醇装置合成气压缩机高压抽凝式汽轮机替换为中压全凝式汽轮机的改造背景及技术方案,重点介绍机组的拆除和回装过程以及遇到的问题。改造后机组试车、运行均取得良好的效果,保证了机组在甲醇装置原料改变的情况下仍能满足工艺生产的需要。 展开更多
关键词 甲醇装置 合成气压缩机 高压抽凝式 中压全凝式 汽轮机
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碳纤维环氧基复合材料镗杆的设计与优化 预览
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作者 郭海伟 +2 位作者 王一麦 邵海磊 李璐 《制造技术与机床》 北大核心 2019年第1期101-104,共4页
制备了一种由碳纤维为增强体,树脂为基体的复合材料镗杆,研究了其铺层设计,并对成型工艺进行介绍,对复合材料镗杆的静态性能和动态性能进行了有限元分析,并与普通结构的金属镗杆进行了性能对比。结果表明,复合结构镗杆具有更高的刚度以... 制备了一种由碳纤维为增强体,树脂为基体的复合材料镗杆,研究了其铺层设计,并对成型工艺进行介绍,对复合材料镗杆的静态性能和动态性能进行了有限元分析,并与普通结构的金属镗杆进行了性能对比。结果表明,复合结构镗杆具有更高的刚度以及更加优良的动态性能,适用于高速镗削加工,同时大大减轻了镗杆重量。 展开更多
关键词 复合材料 镗杆 动态特性
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旋转圆筒受均布压力的应力解分析 预览
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作者 郭海伟 +1 位作者 王一麦 邵海磊 《长江大学学报:自然科学版》 CAS 2019年第1期100-105,I0006共7页
基于回转体轴对称问题的三维弹性力学应力分析理论,利用通解与特解叠加原理,结合圆筒模型的边界条件,推导了筒壁受内外均布压力作用下匀转速圆筒三维模型的空间三维应力解析式,与其平面二维应力分量具有一定的一致性,并推导了二者存在... 基于回转体轴对称问题的三维弹性力学应力分析理论,利用通解与特解叠加原理,结合圆筒模型的边界条件,推导了筒壁受内外均布压力作用下匀转速圆筒三维模型的空间三维应力解析式,与其平面二维应力分量具有一定的一致性,并推导了二者存在的误差。结果表明,在材料一定时,应力分量的最大误差随着角速度的增加而呈平方增加,该结果为验证在旋转过程中平面二维应力分量的有效性提供了理论依据。算例再次验证了这一结果,并给出了旋转圆筒壁厚设计优化的方法。 展开更多
关键词 旋转圆筒 均布压力 三维模型 应力解
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二氧化碳在多孔水泥充填材料中的扩散与反应动力学响应
6
作者 王鹏 CHEN Shen'en +1 位作者 茅献彪 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期381-387,共7页
综合运用反应动力学和连续介质力学理论,建立了CO2在水泥孔隙介质扩散的过程中含有10个质量浓度和7个反应速率的化学反应动力学模型,并利用遗传算法对模型中9个决策参量分别进行了优化。通过数值模拟研究了孔隙度、扩散系数、扩散速率... 综合运用反应动力学和连续介质力学理论,建立了CO2在水泥孔隙介质扩散的过程中含有10个质量浓度和7个反应速率的化学反应动力学模型,并利用遗传算法对模型中9个决策参量分别进行了优化。通过数值模拟研究了孔隙度、扩散系数、扩散速率、反应级数、反应速率和组分浓度沿试样高度方向分布特征。研究表明:1)孔隙度、扩散系数和扩散速率沿试样高度方向单调减小,随时间单调增大。2)当反应持续到12,24,48 h,上下端CO2质量浓度差依次减小3.03,1.99,1.62kg/m3。3)在试样上端面附近CO2质量浓度随单调减小,在试样下端面附近质量浓度随单调增大,在中间截面上质量浓度先升后降。4)由于反应级数的跳跃,氢氧化钙、硅酸三钙和CO2质量浓度及其变化率出现轻微的抖动。根据数值模拟结果与实验结果对比表明该模型可以精确的分析CO2在多孔水泥充填材料中的吸附过程,可以定量定性的分析CO2矿物碳酸化存储效果。 展开更多
关键词 水泥充填胶结材料 CO2 扩散 反应速率 反应级数 质量浓度
微米级金刚石颗粒开断400V直流电弧的可行性探讨 预览
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作者 程显 王华 +2 位作者 葛国伟 杨培远 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2019年第4期89-96,共8页
为了探究固态流体颗粒新型灭弧方式在400V低压直流微网领域的应用可行性,进而提供新型灭弧方式的低压直流断路器设计思路,本文选用微米级金刚石颗粒作为低压直流断路器的灭弧介质,设计了2kV/3.5kA、电流上升率1.3kA/ms的直流合成回路,... 为了探究固态流体颗粒新型灭弧方式在400V低压直流微网领域的应用可行性,进而提供新型灭弧方式的低压直流断路器设计思路,本文选用微米级金刚石颗粒作为低压直流断路器的灭弧介质,设计了2kV/3.5kA、电流上升率1.3kA/ms的直流合成回路,以及与之配套的灭弧室测试其灭弧性能。在预加电压为800V、短路电流峰值1~2kA条件下进行金刚石颗粒的熔丝熔断灭弧试验与操纵机构拉弧试验,分析微米级金刚石颗粒对400V直流短路电弧开断性能的影响。试验结果表明:使用平均直径为50μm的金刚石颗粒作为灭弧介质,能够有效提高燃弧电压,其燃弧电压提升幅度约为空气作为灭弧介质时的5~6倍。且采用机械力推动金刚石颗粒冲击电弧或在灭弧室内充入CO2气体等方法,均可有效提升其灭弧速度。最后讨论了微米级金刚石颗粒在用作低压直流断路器灭弧介质的可行性和提升类似固态流体颗粒灭弧性能的改进措施。 展开更多
关键词 微米级金刚石颗粒 断路器 低压直流断路器 直流开断
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不同配比下破碎岩体变质量渗透试验研究
8
作者 姚邦华 王连成 +1 位作者 崔鹏飞 《安全与环境学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期481-486,共6页
为了分析破碎岩体不同骨架-充填物配比条件下的变质量渗透特性,揭示煤矿陷落柱、断层等含破碎岩体地质构造的突水机理,利用自主研制的可考虑颗粒迁移作用的渗透试验系统开展了不同试样配比条件下的变质量渗透试验研究,得到了破碎岩样孔... 为了分析破碎岩体不同骨架-充填物配比条件下的变质量渗透特性,揭示煤矿陷落柱、断层等含破碎岩体地质构造的突水机理,利用自主研制的可考虑颗粒迁移作用的渗透试验系统开展了不同试样配比条件下的变质量渗透试验研究,得到了破碎岩样孔隙率、渗透率、质量流失率等参量随时间的变化规律。并在试验结果的基础上,结合陷落柱突水实例,分析了充填物颗粒迁移作用下的陷落柱突水演化规律。结果表明:1)颗粒迁移作用下破碎岩体的渗透性变化可分为3个阶段,即渗流缓变阶段、渗流突变阶段和渗流稳定阶段;2)试样充填物颗粒在水流冲蚀作用下不断迁移流失,孔隙率快速增大后趋于稳定,质量流失率先快速增加后逐渐减小;3)充填物含量对破碎岩体渗透性具有重要影响,随试样中充填物比例的增加,试样的最大质量流失率不断增加,孔隙率增幅也越大,初始渗透率和渗透率增幅均呈现先增大后减小的变化规律。 展开更多
关键词 安全工程 破碎岩体 颗粒迁移 渗透特性 试验系统
沿空留巷围岩受力变形特征及其支护优化设计 预览 被引量:1
9
作者 张宇 《煤炭工程》 北大核心 2018年第10期130-133,共4页
针对高河煤矿W1309工作面沿空留巷煤炭开采率低、井下矿灾易发等工程问题,分析柔模支护下沿空留巷的围岩稳定性问题与变形破坏特征,建立力学悬臂梁结构模型,对比软弱顶板和厚硬顶板对沿空留巷覆岩应力分布区的影响,呈现不同类型的应力... 针对高河煤矿W1309工作面沿空留巷煤炭开采率低、井下矿灾易发等工程问题,分析柔模支护下沿空留巷的围岩稳定性问题与变形破坏特征,建立力学悬臂梁结构模型,对比软弱顶板和厚硬顶板对沿空留巷覆岩应力分布区的影响,呈现不同类型的应力分布区。并利用FLAC3D软件对采动影响下沿空巷道围岩应力及变形特征进行计算,发现煤帮变形量与变形幅度均大于柔模帮相应值。通过理论分析与数值计算,提出采用非均称支护设计理念的巷道支护优化方案。 展开更多
关键词 沿空留巷 围岩变形特征 柔模支护 非均称支护
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饱和破碎砂岩压实过程中粒度分布及能量耗散
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作者 郁邦永 +2 位作者 戴玉伟 徐苗苗 魏建军 《采矿与安全工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期197-204,共8页
分别对不同级配(Talbot指数为0.2,0.4,0.6和0.8)侧向受限饱和破碎砂岩进行压缩,利用显微CT观察了试样内部孔隙结构的变化规律;基于分形理论,定量研究了粒度分布特征;通过计算应变能密度,分析了能量耗散特征。结果表明,在16 MPa轴向应... 分别对不同级配(Talbot指数为0.2,0.4,0.6和0.8)侧向受限饱和破碎砂岩进行压缩,利用显微CT观察了试样内部孔隙结构的变化规律;基于分形理论,定量研究了粒度分布特征;通过计算应变能密度,分析了能量耗散特征。结果表明,在16 MPa轴向应力下,轴向应变为0.304 5~0.324 1;在压实初期,试样结构松散,颗粒间接触不稳定,孔隙尺寸较大且联通性好;而在压实后期,试样密实,孔隙形状多为稳定的三角形。粒度分布具有分形特征,分形维数范围为1.733 1~2.561 0。当轴向应力为0~4 MPa时,颗粒破碎发生急剧,分形维数快速增大;而在4 MPa后,颗粒破碎发生较少,分形维数缓慢增大。变形引起的能量耗散随着轴向应变和分形维数的增大而加速增大,当轴向应变大于0.17或分形维数大于2.1后,应变能密度急剧增大。初始粒径配比对粒度分布和能量耗散均有影响,相同轴向应力下,Talbot指数越大,分形维数越小;相同轴向应变下,Talbot指数越大,应变能密度越小。 展开更多
关键词 饱和破碎砂岩 孔隙结构 粒度分布 分形理论 应变能密度
连续级配废石胶结充填体强度及变形特性试验研究 被引量:7
11
作者 吴疆宇 冯梅梅 +3 位作者 郁邦永 茅献彪 韩观胜 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期101-108,共8页
采用MTS815岩石力学试验系统与自制的胶结充填体制作装置,对骨架颗粒满足Talbol级配理论的废石胶结充填体进行单轴抗压试验研究,分析了Talbol幂指数、初始孔隙度、胶结材料种类及含量对充填体强度及变形特性的影响规律。结果表明:充... 采用MTS815岩石力学试验系统与自制的胶结充填体制作装置,对骨架颗粒满足Talbol级配理论的废石胶结充填体进行单轴抗压试验研究,分析了Talbol幂指数、初始孔隙度、胶结材料种类及含量对充填体强度及变形特性的影响规律。结果表明:充填体单轴抗压强度、弹性模量、变形模量均随Talbol指数月呈先增大、后减小的趋势;采用2次多项式拟合充填体单轴抗压强度与骨架颗粒Talbol指数的关系,得到了使充填体强度及变形特性达到最优的Talbol指数n=0.45。充填体单轴抗压强度基本上随其初始孔隙度的增大而减小,但当孔隙分布均匀性较差时,其试验结果具有一定差异。满足Talb01分布的充填体强度随其胶结材料胶结性能的提高而逐渐增大,其中水泥胶结充填体单轴抗压强度可以达到黏土胶结充填体的6倍以上。另外,胶结材料含量的提高同样可以增大充填体的强度,并能够相应地缩短其应力一应变曲线中的孔隙压密阶段。 展开更多
关键词 连续级配 废石胶结充填体 强度 变形 Talbol指数
真空间隙与气体间隙串联的混合断路器电场分析 预览
12
作者 焦连曜 程显 《河南电力》 2017年第1期37-40,共4页
随着人们对环境保护的愈加重视,限制SF6气体使用变得日益迫切。CO2气体由于其性质稳定灭弧性能相对较好,作为潜在SF6替代气体受到了广泛关注。将真空间隙与CO2气体间隙串联可补偿CO2气体灭弧能力较差的缺点,使CO2气体间隙获得接近SF6气... 随着人们对环境保护的愈加重视,限制SF6气体使用变得日益迫切。CO2气体由于其性质稳定灭弧性能相对较好,作为潜在SF6替代气体受到了广泛关注。将真空间隙与CO2气体间隙串联可补偿CO2气体灭弧能力较差的缺点,使CO2气体间隙获得接近SF6气体间隙的开断能力。为此,本文搭建了真空间隙与CO2气体间隙组成的混合断路器模型,对不同布置方式下混合断路器各间隙间电场分布进行研究。基于子模型技术解决了计算模型过大的问题,运用ANSYS Workbench软件计算了'L'型及竖直型混合断路器的电位分布,得到了不同布置方式下真空间隙与CO2气体间隙的分压情况。结果表明,'L'型且气体间隙在上时气体间隙的静态分压比最大,最符合混合断路器的静态分压要求。仿真结果可为混合断路器的样机研制提供参考。 展开更多
关键词 真空间隙 CO2气体间隙 混合断路器 电位分布
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小纪汗井田地层介质渗透特性及煤层为主含水层成因机制 预览 被引量:2
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作者 李顺才 李强 +1 位作者 缪协兴 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期353-359,共7页
以陕北榆横矿区特殊地质背景为基础,通过瞬态渗透试验研究小纪汗煤矿煤系地层的渗透力学特性,基于采集的岩样两端孔隙压差时间序列,通过差分得到渗流速度及其变化率的时间序列,基于最小二乘法计算得到了各层岩样在不同围压下全应力应变... 以陕北榆横矿区特殊地质背景为基础,通过瞬态渗透试验研究小纪汗煤矿煤系地层的渗透力学特性,基于采集的岩样两端孔隙压差时间序列,通过差分得到渗流速度及其变化率的时间序列,基于最小二乘法计算得到了各层岩样在不同围压下全应力应变过程中的渗透率、非达西流因子及加速度系数,比较了不同岩层的最大渗透率及最小渗透率。研究表明:1随着压缩应变的增加,煤样应力峰值滞后于渗透率峰值;2应力峰后阶段,煤样非达西流因子及加速度系数先急剧增加后显著下降,两者峰值滞后于应力峰值;3洛河组中粒长石砂岩与2号煤层岩样峰后的最高渗透率显著高于其他岩层;4煤样的渗透率峰后约为1×10-15m2量级,普遍高于一般煤矿煤层的渗透率;5所有岩层中,富县组砂质泥岩的渗透率最低,可视为隔水层。 展开更多
关键词 榆横矿区 小纪汗煤矿 煤层为主含水层 渗透特性 瞬态渗透法
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基于CT扫描的饱和破碎灰岩侧限压缩下微观结构演化特征 预览 被引量:5
14
作者 郁邦永 +2 位作者 冯梅梅 吴疆宇 丁其乐 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期367-372,共6页
为探求破碎岩体在压实过程中微观结构的演化规律,对饱和破碎灰岩进行侧向受限压缩试验,进行了试样内部微观结构形态的显微CT扫描;定量描述了压实过程中灰岩颗粒的破碎程度,分析了孔隙度与颗粒平均粒径之间的关系;基于图像处理技术,定量... 为探求破碎岩体在压实过程中微观结构的演化规律,对饱和破碎灰岩进行侧向受限压缩试验,进行了试样内部微观结构形态的显微CT扫描;定量描述了压实过程中灰岩颗粒的破碎程度,分析了孔隙度与颗粒平均粒径之间的关系;基于图像处理技术,定量分析了颗粒表面形貌的演化规律。试验结果表明:在饱和破碎灰岩压实过程中,颗粒破碎现象普遍存在,试样内部孔隙被压缩或充填,孔隙间连通性变弱。颗粒的初始配比影响试样孔隙度,相同轴向应力下,随着Talbot指数的增大,试样孔隙度单调增大。孔隙度与颗粒平均粒径之间满足线性关系,孔隙度的变化可以作为描述颗粒破碎程度的一个有效参量。随着轴向应力的增大,颗粒的圆形度单调减小,颗粒表面形貌越来越规则,圆形度与轴向应力之间满足指数关系。该研究有助于深入了解破碎岩体的变形机制。 展开更多
关键词 饱和破碎灰岩 微观结构 孔隙度 颗粒平均粒径 圆形度
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基于SF6替代气体的高压混合断路器开断特性 被引量:3
15
作者 程显 +2 位作者 葛国伟 焦连曜 廖敏夫 《高电压技术》 CSCD 北大核心 2017年第12期3862-3868,共7页
为研究基于SF6替代气体的高压混合断路器的开断特性,搭建了气体间隙与真空间隙串联的混合断路器实验样机,向气体间隙分别充入SF6气体与CO2气体。基于合成回路,实验对比两种混合断路器的开断性能差异,分析气体灭弧介质对混合断路器开断... 为研究基于SF6替代气体的高压混合断路器的开断特性,搭建了气体间隙与真空间隙串联的混合断路器实验样机,向气体间隙分别充入SF6气体与CO2气体。基于合成回路,实验对比两种混合断路器的开断性能差异,分析气体灭弧介质对混合断路器开断性能的影响,讨论影响CO2气体间隙开断能力的主要因素。实验结果表明:合理的开断控制策略下,真空间隙可为气体间隙提供约100μs的介质强度恢复时间,但受限于旋弧灭弧室中CO2气体较慢的介质强度恢复速度,相较于SF6气体间隙,CO2气体间隙难以配合真空间隙获得理想的开断效果;CO2气体间隙充气压力自0.6 MPa增大至0.8 MPa对其开断能力提升有限;电流过零后500μs,0.8 MPa的CO2气体间隙耐压水平仅为8 k V。建议结合CO2气体自身特性优化气体灭弧室结构,提升其开断能力,为发展基于CO2气体的大容量混合断路器奠定基础。 展开更多
关键词 SF6气体间隙 CO2气体间隙 真空间隙 介质强度恢复速度 开断性能
破碎砂岩渗透特性与Talbol幂指数关系试验研究
16
作者 张宇 任金虎 《煤炭技术》 北大核心 2017年第8期131-134,共4页
通过设定恒定活塞下压力,测试不同Talbol幂指数n级配下的破碎砂岩受压位移,换算破碎砂岩的密实度,采用轴向力连续加载方式,研究破碎砂岩的渗流规律与Talbol幂指数n的关系,为预防突水、煤与瓦斯突出等灾害提供指导。
关键词 渗透特性 密实度 Talbol幂指数 有效应力
含水层砂岩应力应变全程非线性渗流的试验研究 预览
17
作者 倪晓燕 龚鹏 《菏泽学院学报》 2017年第2期48-52,共5页
砂岩是煤系地层中主要的含水层之一,砂岩的非Darcy流渗透特性参量的变化规律是揭示煤矿突水机理的基础.本文通过归纳分析了非Darcy流渗透特性参数的由来和具体的物理意义,利用自主研发的圆柱形标准岩样渗透性测试系统配合使用MTS816.02... 砂岩是煤系地层中主要的含水层之一,砂岩的非Darcy流渗透特性参量的变化规律是揭示煤矿突水机理的基础.本文通过归纳分析了非Darcy流渗透特性参数的由来和具体的物理意义,利用自主研发的圆柱形标准岩样渗透性测试系统配合使用MTS816.02电液伺服岩石力学实验系统对含水层砂岩试样进行了非Darcy流渗透性测试.得到了砂岩试样的渗透率、非Darcy流β因子和加速度系数.研究结果表明:在弹性阶段,渗透率减小,加速度系数增大,在轴向应变为1.0%附近,渗透率最小,加速度系数最大.在峰值应力状态下,非Darcy因子β最小.渗透率与加速度系数之间的关系可以用幂乘函数描述;渗透率与非Darcy流β因子之间的关系可以用ExpDec模型描述;非Darcy流β因子和加速度系数之间的关系可以用BoxLucas模型描述. 展开更多
关键词 含水层砂岩 非Darcy流 渗透率 非Darcy流β因子 加速度系数
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岩石裂隙中水沙渗透滞后性的试验研究
18
作者 韩雨 彭刚 《湖南科技大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2017年第1期50-56,共7页
利用一种岩石裂隙水沙渗透试验系统开展了水沙在平面平行裂隙中流动的滞后性的试验研究,分析了渗流速度-压力梯度闭环曲线的特征,解释了滞后现象的原因.试验结果表明:当渗流速度由零增大到1.77 mm/s再减小到零时,渗流速度-压力梯度曲... 利用一种岩石裂隙水沙渗透试验系统开展了水沙在平面平行裂隙中流动的滞后性的试验研究,分析了渗流速度-压力梯度闭环曲线的特征,解释了滞后现象的原因.试验结果表明:当渗流速度由零增大到1.77 mm/s再减小到零时,渗流速度-压力梯度曲线自行封闭,形成滞环;由于裂隙开度、粗糙度、沙粒径和沙浓度的不同,滞回曲线呈现凸镜形、月牙形、“8”字形、勺形和裂缝形等多种形状;水沙混合液与岩石裂隙面的接触角变化引起回程中渗透速度沿裂隙宽度方向分布变化,这是岩石裂隙中水沙渗透存在滞后现象的主要原因;沙粒在岩石裂隙面的沉积、水沙在岩石裂隙中运动形态的转变、水沙混合液的粘塑性是岩石裂隙中水沙渗透存在滞后现象的重要原因. 展开更多
关键词 滞回性 岩石裂隙 水沙混合液 渗透速度 渗流速度
西部矿区突水溃沙类型及机理研究 预览 被引量:3
19
作者 杜锋 李振华 +1 位作者 姜广辉 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2017年第7期1846-1853,共8页
突水溃沙灾害是西部浅埋煤层开采常见问题之一,对矿井安全生产和当地脆弱的生态环境都有着极其不利的影响。在分析西部矿区突水溃沙主要类型的基础上,通过自主研制多孔介质水沙两相渗流试验系统,从多孔介质孔隙度、破碎岩石粒径、沙粒粒... 突水溃沙灾害是西部浅埋煤层开采常见问题之一,对矿井安全生产和当地脆弱的生态环境都有着极其不利的影响。在分析西部矿区突水溃沙主要类型的基础上,通过自主研制多孔介质水沙两相渗流试验系统,从多孔介质孔隙度、破碎岩石粒径、沙粒粒径3个方面对突水溃沙的机理进行了研究。结果表明:西部矿区突水溃沙主要类型可以分为切落裂缝型、冒落型、钻孔诱发型3类;孔隙度对发生突水溃沙灾害的影响与破碎岩石粒径有着密切关系,随着破碎岩石粒径增大,孔隙度改变对压力梯度和沙粒流失量的影响程度将降低。沙粒流失量随孔隙度的降低而减少,低孔隙度含水层发生溃沙的可能性将大大降低;同一孔隙度和沙粒粒径条件下,含水层砾石颗粒越小,发生突水溃沙灾害所需的压力梯度就越大,沙粒流失量也越小,越不容易发生突水溃沙灾害;同一孔隙度条件下,0.074~0.25 mm的细砂较之0.25~0.83 mm的中砂或者粗沙更易发生突水溃沙灾害,其所需的启动压力也较小,随着破碎岩石粒径增大,其沙粒流失量呈非线性显著增加。 展开更多
关键词 突水溃沙 破碎岩石 水沙两相流 薄基岩
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变质量胶结破碎岩石非Darcy流渗透特性试验研究 被引量:1
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作者 郁邦永 +1 位作者 吴疆宇 王路珍 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期321-327,共7页
陷落柱被揭露并与地下水导通后,泥石胶结层的渗透过程伴随着质量流失,是一种演变多孔介质.利用自主研制的破碎岩石渗透系统,进行了以水泥为胶结剂的含盐胶结破碎岩石渗透试验,分析了含盐量、水泥掺入量和岩石颗粒级配3种因素对变质量胶... 陷落柱被揭露并与地下水导通后,泥石胶结层的渗透过程伴随着质量流失,是一种演变多孔介质.利用自主研制的破碎岩石渗透系统,进行了以水泥为胶结剂的含盐胶结破碎岩石渗透试验,分析了含盐量、水泥掺入量和岩石颗粒级配3种因素对变质量胶结破碎岩石渗透特性的影响.研究结果表明:盐颗粒溶解和岩石颗粒迁移共同影响胶结破碎岩石渗透性,渗透流量随时间发生变化,先上升后下降并最终趋于稳定;含盐量越多,渗流稳定历时越长.渗透率的量级为10^-15-10^-13m^2,随着水泥掺入量的增加,试样渗透率单调减小;相同水泥掺入量下,随着Talbot幂指数n的增大,试样渗透率单调增大;随着含盐量的增加,渗透率先缓慢增大后加速增大,40g为拐点. 展开更多
关键词 陷落柱 演变多孔介质 胶结破碎岩石 变质量 渗透率
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