不同饱和度天然气水合物加热分解界面变化规律 被引量：13

1

作者 孙可明 王婷婷 +2 位作者 翟诚 辛利伟 范楠 《特种油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期129-134,共6页

针对热激法开采过程中水合物分解界面变化影响水合物安全高效开采的问题,运用实验分析、理论研究和数值模拟相结合的方法,自制水合物加热分解界面测量实验装置,进行不同初始饱和度水合物加热开采过程中分解界面变化的实验研究,并通过数... 针对热激法开采过程中水合物分解界面变化影响水合物安全高效开采的问题,运用实验分析、理论研究和数值模拟相结合的方法,自制水合物加热分解界面测量实验装置,进行不同初始饱和度水合物加热开采过程中分解界面变化的实验研究,并通过数值模拟进一步分析温度对水合物分解界面的影响。研究表明:水合物分解界面移动距离与初始饱和度之间近似呈线性负相关关系,与其作用时间的算术平方根近似呈线性正相关关系;水合物分解界面的移动速率先快后慢,速率下降幅度为80%;初始饱和度是影响水合物藏开采效率的重要参数之一;适当升高加热温度有利于加快开采过程中水合物分解界面移动速率。合理控制水合物开采过程中分解界面的移动距离和移动速率对水合物藏安全高效开采有实践性指导意义。 展开更多

关键词 天然气水合物 热激法开采 分解界面 初始饱和度 移动距离 移动速率 加热参数

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天然气水合物加热分解储层变形破坏规律研究 被引量：16

2

作者 孙可明 王婷婷 +1 位作者 翟诚 罗惠玉 《特种油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期91-96,共6页

为避免开采天然气水合物导致储层变形破坏,引起环境灾害,研究加热法开采天然气水合物过程中水合物饱和度、储层物性参数、超静孔隙压力变化对储层变形破坏的影响。建立了反映水合物分解引起储层力学物性劣化规律的热流固耦合模型,基于AB... 为避免开采天然气水合物导致储层变形破坏,引起环境灾害,研究加热法开采天然气水合物过程中水合物饱和度、储层物性参数、超静孔隙压力变化对储层变形破坏的影响。建立了反映水合物分解引起储层力学物性劣化规律的热流固耦合模型,基于ABAQUS二次开发功能编写场变量子程序,对南海神狐海域水合物加热开采诱导储层变形破坏规律进行数值模拟分析。结果表明:天然气水合物储层分解区和力学性质劣化区范围随温度升高呈扩大趋势;未采气条件下,储层超静孔隙压力以加热井为顶点随分解影响距离呈抛物线型分布,超静孔隙压力过大是导致天然气水合物盖层变形破坏的主要因素;储层塑性变形影响范围随温度升高逐渐扩大,先出现在水合物储层与盖层、储层与下伏层接触界面。该研究为天然气水合物安全开采提供了借鉴。 展开更多

关键词 天然气水合物 加热开采 储层变形 超静孔隙压力 中国南海

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考虑三维形貌特征粗糙裂隙加卸载渗流规律研究 被引量：11

3

作者 孙可明 辛利伟 +2 位作者 翟诚 张树翠 李天舒 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S2期161-166,共6页

裂隙岩体在天然地质因素和人工扰动作用下处于加卸载环境是普遍存在的,裂隙面的几何特征和加卸载环境对裂隙渗流特性的影响在实际工程中不可忽视。采用试验和数值模拟相结合的方法,利用热-流-固三场耦合渗流试验系统,开展了应力加卸载... 裂隙岩体在天然地质因素和人工扰动作用下处于加卸载环境是普遍存在的,裂隙面的几何特征和加卸载环境对裂隙渗流特性的影响在实际工程中不可忽视。采用试验和数值模拟相结合的方法,利用热-流-固三场耦合渗流试验系统,开展了应力加卸载作用下不同粗糙度裂隙岩芯试件的渗透试验,自主开发程序将激光扫描裂隙面的三维形貌信息导入到ABAQUS软件,模拟应力作用下的粗糙裂隙渗流。试验和数值模拟一致表明,粗糙裂隙的宽度和渗透率都随载荷的增加而减小,随着载荷的增加,裂隙接触刚度增大,裂隙的宽度和渗透率对载荷变化的敏感性降低;由于点接触产生的塑性变形不可恢复,卸载阶段的裂隙宽度和渗透率增加幅度减小,且小于加载阶段同载荷条件下的宽度和渗透率;裂隙渗透率、宽度与粗糙度呈正相关关系,且粗糙度越大,接触应力分布越不均匀;裂隙内流场符合群岛流,粗糙度越大群岛流现象越明显。 展开更多

关键词 裂隙 粗糙度 渗透率 加卸载

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页岩气储层层理方向对水力压裂裂纹扩展的影响 被引量：37

4

作者 孙可明 张树翠 辛利伟 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期45-51,共7页

页岩气储层具有不同于常规储层的层理结构,使得其水力压裂规律也与常规水力压裂有所不同。为研究天然层理方向对水力压裂过程中裂纹扩展的影响,利用三轴水力压裂实验系统进行了页岩水力压裂实验,并基于扩展有限元法开发了水力压裂起裂判... 页岩气储层具有不同于常规储层的层理结构,使得其水力压裂规律也与常规水力压裂有所不同。为研究天然层理方向对水力压裂过程中裂纹扩展的影响,利用三轴水力压裂实验系统进行了页岩水力压裂实验,并基于扩展有限元法开发了水力压裂起裂判据,建立了三维页岩气储层水力压裂计算模型,研究了层理方向对页岩储层水力压裂裂纹扩展的影响。结果表明:①页岩气储层水力压裂裂纹扩展规律由原地应力状态和层理面结构及强度共同决定,层理方向是水力压裂裂纹扩展方向的主控因素,若压裂后层理面法向拉应力先达到层理面抗拉强度,裂纹沿层理方向扩展,反之,裂纹则垂直于最小地应力方向扩展;②裂纹沿层理面扩展时,层理法向与最小地应力方向夹角增加,起裂和扩展压力增大,裂纹面积减小;③裂纹整体呈椭球非平面扩展,随着压裂液的注入,裂纹面积增加,地层总滤失率增加,裂纹扩展速度减小。压裂实验与模型计算所得的压裂裂纹扩展规律相吻合,从而验证了页岩气储层水力压裂模型的有效性。 展开更多

关键词 页岩气 水力压裂 实验室试验 层理方向 损伤 起裂 裂纹 滤失 扩展有限元法

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横观各向同性油气藏水力压裂裂纹扩展规律研究 被引量：8

5

作者 孙可明 张树翠 李天舒 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期767-772,共6页

针对横观各向同性与各向同性油气藏水力压裂裂纹扩展的差异性,基于扩展有限元法建立水力压裂力学模型,通过ABAQUS子程序开发了各向同性和横观各向同性岩体的起裂判据。在各向同性岩体数值模拟结果与解析解以及现场压裂典型曲线对比吻合... 针对横观各向同性与各向同性油气藏水力压裂裂纹扩展的差异性,基于扩展有限元法建立水力压裂力学模型,通过ABAQUS子程序开发了各向同性和横观各向同性岩体的起裂判据。在各向同性岩体数值模拟结果与解析解以及现场压裂典型曲线对比吻合的基础上,得到了包含层理构造的横观各向同性岩体水力压裂过程中裂纹扩展规律。层理类岩体水力压裂的裂缝扩展方向由地应力状态、层理方向以及岩体与层理界面抗拉强度共同决定;水力压裂过程中,注水压力在裂纹尖端产生应力集中,层理面法向分量先达到界面抗拉强度时,裂纹沿层理方向开裂,反之裂纹沿垂直最小地应力的方向扩展;裂纹扩展速度随层理抗拉强度的增加而降低;由于地层的滤失,随压裂液的注入,裂纹长宽尺度增长速率降低。 展开更多

关键词 水力压裂 起裂判据 裂纹扩展 扩展有限元 横观各向同性

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不同饱和度水合物沉积物的三轴加载渗透率试验 被引量：6

6

作者 孙可明 翟诚 +1 位作者 辛利伟 王婷婷 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期61-67,共7页

水合物沉积层的渗透率是影响天然气水合物开采效率的重要物性参数之一,为了探讨在天然气水合物开发过程中有效体积应力和水合物饱和度变化对含水合物沉积层渗透率的影响规律,选取天然粉砂土作为沉积物骨架,进行了不同饱和度水合物沉积... 水合物沉积层的渗透率是影响天然气水合物开采效率的重要物性参数之一,为了探讨在天然气水合物开发过程中有效体积应力和水合物饱和度变化对含水合物沉积层渗透率的影响规律,选取天然粉砂土作为沉积物骨架,进行了不同饱和度水合物沉积物的三轴加载渗透率试验。结果表明:(1)当水合物饱和度恒定时,水合物沉积物的渗透率与有效体积应力呈负指数曲线变化规律,且曲线的斜率随着有效体积应力的增加由大变小;(2)在一定的有效体积应力条件下,水合物沉积物的渗透率随水合物饱和度亦呈指数递减规律变化;(3)有效体积应力和水合物饱和度变化对水合物沉积物渗透率的影响表现为非独立性,即随着前者的增大,后者对水合物沉积物渗透率的影响减弱,而随着后者的增加,前者对水合物沉积物渗透率的影响也减小。由此提出了有效体积应力和水合物饱和度对水合物沉积物渗透率的影响机理,即前者对渗透率的影响在于其对渗流通道的压缩作用,而后者对渗透率的影响则在于水合物对渗流通道的堵塞作用。 展开更多

关键词 天然气水合物 水合物沉积物 三轴加载 渗透率 有效体积应力 饱和度 压缩 堵塞

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初应力条件下超临界CO_2气爆致裂规律模拟研究 被引量：18

7

作者 孙可明 辛利伟 +1 位作者 吴迪 王金彧 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期232-238,共7页

考虑到超临界CO_2气爆技术应用环境多受到初始地应力作用,利用自主研发的超临界CO_2气爆发生装置,在电液伺服三轴加载平台上进行了初应力条件下超临界CO_2气爆混凝土试件实验,得到了气爆冲击压力时程曲线和不同载荷工况下试件的破坏形... 考虑到超临界CO_2气爆技术应用环境多受到初始地应力作用,利用自主研发的超临界CO_2气爆发生装置,在电液伺服三轴加载平台上进行了初应力条件下超临界CO_2气爆混凝土试件实验,得到了气爆冲击压力时程曲线和不同载荷工况下试件的破坏形貌。利用JWL状态方程拟合气爆冲击压力时程曲线确定的参数计算气爆过程中超临界CO_2的相变过程,通过开发程序将材料拉伸和压缩硬化引入Johnson-Cook模型,联合使用SPH和FEM对不同初应力条件下超临界CO_2气爆致裂过程进行了模拟计算,实验和数值模拟一致表明:超临界CO_2气爆后试件形成粉碎区和裂隙区,粉碎区是由气爆冲击波将气爆孔附近介质压碎形成的,初应力对粉碎区的形状和范围影响不大;裂隙区主要是由爆生气体的气楔作用形成的,且主裂隙方向与最大初始压应力方向一致,初应力对垂直于自身方向裂隙的扩展具有抑制作用;随着初始压应力的增大,相同爆破条件下裂隙生成条数和裂隙扩展的总长度都降低。计算结果与实验结果的一致性表明改进后的JC模型适用于超临界CO_2气爆的模拟。 展开更多

关键词 初始应力 超临界CO2 气爆 应力波 数值模拟 裂纹扩展

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含层理页岩气藏水力压裂裂纹扩展规律解析分析 被引量：19

8

作者 孙可明 张树翠 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期1229-1237,共9页

页岩气蕴藏在页岩层中,页岩层的层理性构造使其水力压裂裂纹扩展与常规均质储层不同.为研究页岩储层水力压裂的裂纹扩展规律,基于复变函数保角变换,得出裂纹尖端应力集中解,考虑页岩非均质、强度各向异性特点,通过比较裂纹沿各方向扩展... 页岩气蕴藏在页岩层中,页岩层的层理性构造使其水力压裂裂纹扩展与常规均质储层不同.为研究页岩储层水力压裂的裂纹扩展规律,基于复变函数保角变换,得出裂纹尖端应力集中解,考虑页岩非均质、强度各向异性特点,通过比较裂纹沿各方向扩展所需的裂缝尖端水压力,推导出水力压裂裂纹垂直于最小地应力方向稳定扩展过程中在斜交层理后的扩展判据.分别定义了水力压裂裂纹在层理处起裂和沿层理扩展的弱层和岩石基体临界强度比,根据两个临界强度比确定水力压裂裂纹遇层理时在层理处起裂和沿层理扩展的层理弱面强度范围,以此表示水力压裂裂纹转向层理扩展的难易程度.通过对裂纹扩展判据的分析得出:层理起裂弱层和岩石基体临界强度比随层理走向线与第一主应力夹角和层理倾角的减小以及第三主应力和岩石基体强度的增大而增大;层理走向角小于35.26?时,层理起裂弱层和岩石基体临界强度比随第一主应力的减小以及第二主应力的增大而增大;反之,层理起裂弱层和岩石基体临界强度比随第一主应力的减小以及第二主应力的增大而减小;层理扩展弱层和岩石基体临界强度比随层理走向线与第一主应力夹角、层理倾角和地应力差的减小以及岩石基体抗拉强度的增大而增大.层理起裂条件与层理扩展条件同时满足时,水力压裂裂纹转向层理方向扩展. 展开更多

关键词 水力压裂 层理 裂纹扩展 复变函数 保角变换

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超临界CO_2气爆煤体致裂机理实验研究 被引量：17

9

作者 孙可明 辛利伟 吴迪 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期302-308,共7页

为提高超临界CO_2气爆低渗透煤层增透技术的应用水平,进一步研究超临界CO_2气爆煤体致裂机理,利用自主研发的超临界CO_2气爆装置,在多通道电液伺服相似材料试验台上,对原煤和混凝土大试件(1m×1m×0.5m)进行了超临界CO_2气爆实... 为提高超临界CO_2气爆低渗透煤层增透技术的应用水平,进一步研究超临界CO_2气爆煤体致裂机理,利用自主研发的超临界CO_2气爆装置,在多通道电液伺服相似材料试验台上,对原煤和混凝土大试件(1m×1m×0.5m)进行了超临界CO_2气爆实验,用动态应变仪采集试件内部监测点处的变形和破坏信息,并用工业窥镜对爆破孔内裂隙分布进行了观测。分析气爆应力波的变化规律和气爆后试件的破坏形貌特征可知,距离气爆孔由近及远依次分为粉碎区、裂隙区和震动区,其形成机理为:超临界CO_2冲击气爆孔周围介质并形成远超介质抗压强度的球面纵波,介质在径向压应力作用下发生粉碎性破坏,形成粉碎区;应力波传播能量逐步衰减,不足以使介质产生压缩破坏,然而脆性材料抗压不抗拉,其产生的环向应力仍然使介质产生径向裂隙,应力波之后具有准静态加载作用的高压CO_2气体进入裂隙形成气楔,促使裂隙进一步发育和扩展,形成裂隙区;裂隙区以外的介质在低能量应力波的作用下只发生震动,未发生明显破坏,即震动区。裂隙的扩展速度与其到气爆孔距离符合"S"形曲线衰减,裂隙的高速扩展发生在粉碎区,低速扩展发生在裂隙区;距离气爆孔越远,测点的峰值应变越小,相同距离内节理裂隙等结构面越复杂,峰值应变减小的幅度越大且应变波形差别越大。 展开更多

关键词 超临界CO2 气爆 致裂机理 冲击波

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煤层气在非饱和水流阶段的非定常渗流摄动解 被引量：3

10

作者 孙可明 梁冰 薛强 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期101-104,共4页

煤层甲烷由煤层的割理裂隙系统流入生产井一般经历 :单相水流、非饱和流和气、水两相饱和流三个阶段 ,在非饱和流阶段 ,储层压力降至临界解吸压力之后 ,储存在煤基质中的吸附气体少量被解吸出来形成互不连续的气泡并阻止水的流动 ,含气... 煤层甲烷由煤层的割理裂隙系统流入生产井一般经历 :单相水流、非饱和流和气、水两相饱和流三个阶段 ,在非饱和流阶段 ,储层压力降至临界解吸压力之后 ,储存在煤基质中的吸附气体少量被解吸出来形成互不连续的气泡并阻止水的流动 ,含气量尚未达到饱和程度。同时煤层甲烷运移包含渗流场、变形场和应力场的动态耦合过程。本文考虑渗流过程中水 -气两相不溶混流体与固体耦合作用 ,建立了非饱和水流阶段非定常渗流问题的流固耦合数学模型 ,对该强非线性一维数学模型采用摄动法和积分变换法进行解析求解 ,并讨论了其压力动态特征 ,分析了压力随饱和度S及时间t变化的规律和气相及耦合作用的影响 ,这些研究对煤层气、石油和天然气的开采等地下工程领域具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 煤层气 非饱和水流阶段 非定常渗流 摄动解 流固耦合

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多簇压裂干扰应力变化规律及对裂纹扩展的影响 被引量：4

11

作者 孙可明 张树翠 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期91-97,共7页

为研究水平井分段多簇压裂缝间的干扰应力及其对裂纹扩展的影响,在现有二维未考虑地应力的单裂缝干扰应力解析解的基础上,利用双平面复变函数保角变换得到了包含地应力项的三维干扰应力解析解。基于扩展有限元法建立三维多裂缝扩展力学... 为研究水平井分段多簇压裂缝间的干扰应力及其对裂纹扩展的影响,在现有二维未考虑地应力的单裂缝干扰应力解析解的基础上,利用双平面复变函数保角变换得到了包含地应力项的三维干扰应力解析解。基于扩展有限元法建立三维多裂缝扩展力学模型,利用Python脚本二次开发平台实现了三维多裂缝水力压裂参数化建模,通过解析解与数值计算对比分析,得到如下结论。裂纹两侧裂纹面法向和走向干扰正应力分别为压应力和拉应力,均呈纺锤形,法向干扰应力影响范围大约为走向干扰应力的5倍;裂纹尖端裂纹面法向和走向干扰正应力分别为拉应力和压应力;裂纹尖端两侧存在干扰剪应力;考虑初始地应力对干扰应力解析解进行修正后的干扰应力值均变小;多簇压裂中裂缝间的干扰应力叠加,簇间距越小,叠加效果越强;多簇压裂的干扰应力使裂缝间裂纹面法向压应力增大,走向压应力减小,导致裂纹扩展注水压力升高,裂缝张开的宽度降低,不利于单裂缝的扩展;干扰应力使裂缝间应力差降低,甚至局部最小地应力方向发生改变,有利于形成复杂缝网。 展开更多

关键词 多簇压裂 复变函数 干扰应力椈也应力 解析解 裂纹扩展 扩展有限元法

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低渗煤层预裂爆破裂纹扩展规律数值模拟研究 被引量：6

12

作者 孙可明 李云 《爆破》 CSCD 北大核心 2014年第1期32-37,共6页

针对低透气性煤层实施深孔预裂爆破过程中爆炸应力波和爆生气体作用下裂纹扩展范围和规律现场难以测量的问题,采用理论和数值模拟相结合的方法,对低渗透煤层进行单孔和双孔预裂爆破数值模拟,得到了不同爆破参数下应力、压力和单位质量... 针对低透气性煤层实施深孔预裂爆破过程中爆炸应力波和爆生气体作用下裂纹扩展范围和规律现场难以测量的问题,采用理论和数值模拟相结合的方法,对低渗透煤层进行单孔和双孔预裂爆破数值模拟,得到了不同爆破参数下应力、压力和单位质量塑性功等物理量动态变化规律和裂纹扩展范围,分析了深孔预裂爆破裂纹扩展规律和煤体在高温高压爆生气体及应力波作用下破坏区域的演化规律。炸药在煤体内爆炸的瞬间,产生的压力远大于煤体所能承受的动态抗压强度,煤体被破坏形成爆破空腔,当爆炸冲击波在孔壁上产生初始径向裂隙后,爆生气体楔入裂隙中使其继续扩展,在煤体内形成粉碎区、裂隙区、震动区,揭示了煤层在爆炸应力波和爆生气体作用下的损伤断裂机理。 展开更多

关键词 低渗煤层 预裂爆破 裂隙扩展 数值模拟 应力波

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煤矸石淋溶液地下迁移规律的模拟研究 被引量：6

13

作者 孙可明 李凯 肖利萍 《水资源与水工程学报》 2010年第2期46-48,共3页

煤矸石淋溶液的地下迁移严重影响了地下水水质,对人类的生命构成了威胁。本文研究了煤矸石在降水淋溶和地下水迁移条件下,污染物在地下土层和岩层内的迁移规律。通过对阜新新邱南露天矿矸石山淋溶液中主要污染物离子(Ca2+和Mg2+)迁移规... 煤矸石淋溶液的地下迁移严重影响了地下水水质,对人类的生命构成了威胁。本文研究了煤矸石在降水淋溶和地下水迁移条件下,污染物在地下土层和岩层内的迁移规律。通过对阜新新邱南露天矿矸石山淋溶液中主要污染物离子(Ca2+和Mg2+)迁移规律的数值模拟,得到特征截面的污染物浓度变化曲线和地下水迁移的水头压力曲线,其结果对水污染治理有一定的指导意义。 展开更多

关键词 煤矸石 降水淋溶 迁移规律 数值模拟

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不同应力差条件下超临界CO_2气爆煤岩体气楔作用次生裂纹扩展规律研究 被引量：10

14

作者 孙可明 王金彧 辛利伟 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期466-472,516,共8页

为研究超临界CO_2气爆技术应用于低渗煤岩增透抽采瓦斯和气爆采掘煤岩过程中,爆生气体楔入爆孔周围破裂区产生次生裂缝的规律,利用自主研发的超临界CO_2气爆装置对不同应力差条件下边长为0.4m的立方体煤岩试件进行了气爆致裂实验,得到... 为研究超临界CO_2气爆技术应用于低渗煤岩增透抽采瓦斯和气爆采掘煤岩过程中,爆生气体楔入爆孔周围破裂区产生次生裂缝的规律,利用自主研发的超临界CO_2气爆装置对不同应力差条件下边长为0.4m的立方体煤岩试件进行了气爆致裂实验,得到了气爆冲击荷载作用时不同应力差条件下试件各监测点应变和爆生气体压力时程曲线及爆后试件的分区破裂特征。近孔煤岩破坏由应力波引起,气楔作用产生的拉应力导致远孔次生裂纹扩展,依据实验规律建立了超临界CO_2气爆煤岩体应力波和气楔作用复合破坏机制的力学模型,数值模拟分析了不同应力差条件下爆生气体气楔致裂规律。结果表明:当水平和垂直方向初应力不等时,爆生气体气楔作用使次生裂纹向垂直最小初应力方向偏转;当初应力相等时,次生裂纹沿原方向扩展,随着初应力增加,裂隙扩展长度和张开度减小;数值模拟得到的气体压力时程曲线、试件破坏特征与实验测得的气爆冲击压力时程曲线、试件破坏特征一致;基于爆生气体劈裂模型的数值模拟结果与实验结果吻合。 展开更多

关键词 超临界CO2 气爆 煤岩体 气楔作用 次生裂纹

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膨润土干湿循环变形实验研究 被引量：1

15

作者 孙可明 张树翠 辛利伟 《非金属矿》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期40-42,共3页

膨润土作为防渗材料填充在煤炭开采产生的采动裂隙区保护地下水资源的过程中,地下水位的变化使膨润土受干湿循环作用。为获得膨润土干湿循环条件下脱湿与吸湿变形规律,对不同初始含水率膨润土试样进行脱湿与吸湿变形实验。结果表明,膨... 膨润土作为防渗材料填充在煤炭开采产生的采动裂隙区保护地下水资源的过程中,地下水位的变化使膨润土受干湿循环作用。为获得膨润土干湿循环条件下脱湿与吸湿变形规律,对不同初始含水率膨润土试样进行脱湿与吸湿变形实验。结果表明,膨润土脱湿变形呈现明显的非均匀性且出现龟裂现象。利用Matlab编程识别图像方法,得到了不同初始含水率下膨润土脱湿收缩与吸湿膨胀变形随含水率变化规律曲线,从中可以看出,膨润土脱湿收缩过程曲线斜率变大,吸湿膨胀过程曲线斜率变小;初始含水率越高,缩胀变形越明显。通过实验数据拟合出了与变形过程和初始含水率相关的双参数递增指数函数关系。膨润土脱湿后重新吸湿,干缩与湿胀曲线不重合,且初始含水率越低,干缩与湿胀曲线越接近。 展开更多

关键词 保水开采 膨润土 干湿循环 脱湿 吸湿 收缩 膨胀

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初应力作用下孔隙介质升温时渗透率变化规律

16

作者 孙可明 辛利伟 张树翠 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期138-142,共5页

为研究不同地应力作用下的油气储层热采过程中渗透率的变化规律,利用自主研制的热流固三场耦合渗流试验系统,选用难被孔隙介质吸附的氦气作为渗流气体,并考虑氦气黏度随温度和压强的变化,消除孔隙介质对渗流气体的吸附和气体黏度变化对... 为研究不同地应力作用下的油气储层热采过程中渗透率的变化规律,利用自主研制的热流固三场耦合渗流试验系统,选用难被孔隙介质吸附的氦气作为渗流气体,并考虑氦气黏度随温度和压强的变化,消除孔隙介质对渗流气体的吸附和气体黏度变化对渗透试验的影响,开展不同初始应力条件下煤岩试件升温渗透试验。结果表明:孔隙介质渗透率随温度升高先增大后减小,呈非单调非线性变化规律,并存在与初始有效应力有关的拐点温度,这是由于在拐点温度之前,温度应力小于初始有效应力,固体骨架向外膨胀,孔隙空间增大,渗透率增大,超过拐点温度后,温度应力大于初始有效应力,固体骨架向孔隙内膨胀挤占孔隙空间,渗透率降低;渗透率变化拐点温度随初始体积应力的增大而减小,温度应力升高速率随初始体积应力增加而增大。 展开更多

关键词 温度应力 孔隙介质 渗透率 初始地应力 热流固耦合

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缓倾斜厚煤层悬移支架放顶煤顶板活动规律模拟试验研究

17

作者 孙可明 潘一山 +1 位作者 章兵 张风翔 《煤矿开采》 2001年第3期43-44,48,共3页

通过相似材料模拟试验 ,初步总结出北京矿务局大安山矿缓倾斜厚煤层悬移支架放顶煤顶板活动规律 ,及矿压显现规律 ,为缓倾斜厚煤层悬移支架放顶煤制定较为合理的方案、安全技术措施等提供重要的依据。

关键词 悬移支架 顶板活动规律 模拟试验 厚煤层 矿压显现

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裂隙充填膨润土湿胀变形防渗规律实验研究

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作者 孙可明 辛利伟 《非金属矿》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期50-53,共4页

为解决裂隙岩体防渗问题,联合采用高压固结仪和三轴渗透仪,进行不同含水率等条件下膨润土的膨胀和渗透实验,对膨润土的有荷膨胀特性和渗透特性进行分析研究,结果表明:膨润土的膨胀率随含水率变化符合逻辑斯蒂曲线关系,膨润土的吸湿膨胀... 为解决裂隙岩体防渗问题,联合采用高压固结仪和三轴渗透仪,进行不同含水率等条件下膨润土的膨胀和渗透实验,对膨润土的有荷膨胀特性和渗透特性进行分析研究,结果表明:膨润土的膨胀率随含水率变化符合逻辑斯蒂曲线关系,膨润土的吸湿膨胀表现为短程膨胀和长程膨胀两个阶段,短程阶段的膨胀变形幅度比长程阶段明显;当含水率相同时,初始干密度越大,膨胀变形量越大,膨胀力与干密度呈正指数关系;当初始干密度相同时,膨胀率随荷载增大而降低,且含水率越高降低幅度越大;膨润土的渗透率与含水率成负指数关系,且在较低含水率情况下渗透率随含水率的增大急剧下降至零,膨润土是裂隙岩体防渗的理想材料。 展开更多

关键词 膨润土 膨胀变形 含水率 干密度 渗透率

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木城涧煤矿异常条件下回采底分层空间模拟试验研究

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作者 孙可明 潘一山 +1 位作者 朱月明 章兵 《焦作工学院学报》 2001年第4期62-64,共3页

通过对北京矿务局木城涧煤矿不具备常规条件下十槽煤底分层的相似材料模拟试验研究 ,证明了回采上分层时顶板冒落情况和矿压显现规律 ,初步探明了留与不留煤皮假顶情况下 ,回采下分层时顶板岩层二次失稳情况和矿压显现规律 ,为类似条件... 通过对北京矿务局木城涧煤矿不具备常规条件下十槽煤底分层的相似材料模拟试验研究 ,证明了回采上分层时顶板冒落情况和矿压显现规律 ,初步探明了留与不留煤皮假顶情况下 ,回采下分层时顶板岩层二次失稳情况和矿压显现规律 ,为类似条件下开采底分层制定合理的回采方案。 展开更多

关键词 煤皮假顶 底煤复采 模拟实验 安全技术措施 回采下分层 矿压显现规律

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填埋气体迁移气-热-力耦合动力学模型的研究 被引量：16

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作者 薛强 梁冰 +1 位作者 孙可明 刘晓丽 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期54-59,共6页

基于连续介质力学 势弹性力学原理 ,运用多场耦合理论建立了填埋场中可压缩垃圾气体迁移耦合的动力学模型 ,并采用摄动法及积分变换法对该强非线性数学模型进行拟解析求解。通过算例对比分析 ,探讨了耦僵动力场中气压、温度和应力变化... 基于连续介质力学 势弹性力学原理 ,运用多场耦合理论建立了填埋场中可压缩垃圾气体迁移耦合的动力学模型 ,并采用摄动法及积分变换法对该强非线性数学模型进行拟解析求解。通过算例对比分析 ,探讨了耦僵动力场中气压、温度和应力变化对可压缩气体迁移的影响 ,得出了垃圾气体迁移过程中的孔隙压力分布规律。结果表明 ,三场耦合作用与非耦合作用相对差别较大 ,耦合效应不能忽略。这为定量化研究垃圾气体在填埋场中的扩散状况以及污染气体的排放和收集、防止二次污染提供了可靠的理论依据。 展开更多

关键词 垃圾气体 垃圾填埋场 气体迁移 气-热-力耦合动力学模型 固体废物处理 二次污染 摄动法 积分变换法

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