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基于工业CT扫描的瓦斯压力影响下含瓦斯煤裂隙动态演化特征
被引量：
39
1
作者
王登科
张航
+5 位作者
魏建平
吴岩
张宏图
姚邦华
付建华
赵立桢
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第11期3550-3564,共15页
为探索瓦斯压力影响下的含瓦斯煤裂隙动态演化特征及其规律,利用受载煤岩工业CT扫描系统开展了三轴压缩条件下的含瓦斯煤原位工业CT扫描试验,获取了不同变形阶段的含瓦斯煤原始CT图像和应力-应变曲线等测试结果,通过三维重构技术得到了...
为探索瓦斯压力影响下的含瓦斯煤裂隙动态演化特征及其规律,利用受载煤岩工业CT扫描系统开展了三轴压缩条件下的含瓦斯煤原位工业CT扫描试验,获取了不同变形阶段的含瓦斯煤原始CT图像和应力-应变曲线等测试结果,通过三维重构技术得到了含瓦斯煤的数字化模型,运用图像分析处理软件对数字化模型进行了裂隙结构的精确提取,实现了含瓦斯煤内部裂隙结构空间形态的可视化展布,并结合分形理论对含瓦斯煤内部裂隙结构进行了定性和定量分析。研究结果表明:围压一定时,不同瓦斯压力下受载含瓦斯煤的全应力-应变曲线变化趋势大致相同,均经历了5个变形阶段,即初始压密阶段、线弹性变形阶段、塑性屈服阶段、峰值破坏阶段和残余变形阶段,含瓦斯煤的峰值强度、弹性模量和残余强度均随瓦斯压力的增大而线性减小;全应力-应变过程中,在瓦斯压力作用下,含瓦斯煤二维裂隙的分形维数和裂隙像素比变化趋势基本一致,呈现出先减少(或不变)后加速增大再增速放缓的变化规律;含瓦斯煤三维裂隙的裂隙率、裂隙密度和三维分形维数变化趋势基本一致,均呈现出缓慢下降、缓慢增长和急剧增长的三阶段式演化规律;破坏失稳后,含瓦斯煤裂隙像素比和二维分形维数随瓦斯压力的增加而线性增大,并且含瓦斯煤的裂隙密度、裂隙率和三维分形维数也随之线性增加;瓦斯气体的存在促进了受载含瓦斯煤的裂隙扩展和贯通,二维裂隙和三维裂隙的数量及网络复杂程度随着瓦斯压力的升高均增大;吸附瓦斯的非力学作用和游离瓦斯的气楔膨胀作用共同导致了含瓦斯煤力学性质的整体弱化。
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关键词
裂隙动态演化
瓦斯压力
工业CT扫描
三维数字重构
分形维数
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职称材料
纤维增强膏体充填材料的宏细观试验
被引量：
18
2
作者
马国伟
李之建
+1 位作者
易夏玮
郭利杰
《北京工业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第3期406-412,共7页
为了提高膏体充填体的稳定性,在膏体充填材料中加入纤维以改善其脆性.采用宏细观试验方法研究了聚丙烯纤维增强膏体充填材料的破坏行为.从宏观上,通过一系列单轴压缩试验定量研究了纤维掺量对膏体充填材料力学性能影响.采用X射线CT多层...
为了提高膏体充填体的稳定性,在膏体充填材料中加入纤维以改善其脆性.采用宏细观试验方法研究了聚丙烯纤维增强膏体充填材料的破坏行为.从宏观上,通过一系列单轴压缩试验定量研究了纤维掺量对膏体充填材料力学性能影响.采用X射线CT多层切片扫描技术分析了纤维对膏体充填体试件细观结构的影响.研究结果表明:水泥掺量为10%时,纤维使膏体充填材料的峰值强度略有增加,纤维可大幅度提高其韧度和峰值强度点的应变;纤维能阻止试件中裂缝的扩展和延伸,使裂缝细化、分散,进而使试件在破坏前可形成更大体积的裂缝,这些裂缝在形成过程中可吸收更多的能量,从而提高膏体充填材料的韧性.
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关键词
纤维增强膏体充填体
单轴压缩试验
CT多层切片扫描
三维数字重构
力学性能
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职称材料
题名
基于工业CT扫描的瓦斯压力影响下含瓦斯煤裂隙动态演化特征
被引量：
39
1
作者
王登科
张航
魏建平
吴岩
张宏图
姚邦华
付建华
赵立桢
机构
河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地
安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室
河南理工大学安全科学与工程学院
煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心
郑州煤炭工业(集团)有限责任公司
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第11期3550-3564,共15页
基金
国家自然科学基金资助项目(51774118)
河南省高等学校重点科研项目计划基础研究专项资助项目(21zx004)
深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室开放基金资助项目(SKLMRDPC20KF06)。
文摘
为探索瓦斯压力影响下的含瓦斯煤裂隙动态演化特征及其规律,利用受载煤岩工业CT扫描系统开展了三轴压缩条件下的含瓦斯煤原位工业CT扫描试验,获取了不同变形阶段的含瓦斯煤原始CT图像和应力-应变曲线等测试结果,通过三维重构技术得到了含瓦斯煤的数字化模型,运用图像分析处理软件对数字化模型进行了裂隙结构的精确提取,实现了含瓦斯煤内部裂隙结构空间形态的可视化展布,并结合分形理论对含瓦斯煤内部裂隙结构进行了定性和定量分析。研究结果表明:围压一定时,不同瓦斯压力下受载含瓦斯煤的全应力-应变曲线变化趋势大致相同,均经历了5个变形阶段,即初始压密阶段、线弹性变形阶段、塑性屈服阶段、峰值破坏阶段和残余变形阶段,含瓦斯煤的峰值强度、弹性模量和残余强度均随瓦斯压力的增大而线性减小;全应力-应变过程中,在瓦斯压力作用下,含瓦斯煤二维裂隙的分形维数和裂隙像素比变化趋势基本一致,呈现出先减少(或不变)后加速增大再增速放缓的变化规律;含瓦斯煤三维裂隙的裂隙率、裂隙密度和三维分形维数变化趋势基本一致,均呈现出缓慢下降、缓慢增长和急剧增长的三阶段式演化规律;破坏失稳后,含瓦斯煤裂隙像素比和二维分形维数随瓦斯压力的增加而线性增大,并且含瓦斯煤的裂隙密度、裂隙率和三维分形维数也随之线性增加;瓦斯气体的存在促进了受载含瓦斯煤的裂隙扩展和贯通,二维裂隙和三维裂隙的数量及网络复杂程度随着瓦斯压力的升高均增大;吸附瓦斯的非力学作用和游离瓦斯的气楔膨胀作用共同导致了含瓦斯煤力学性质的整体弱化。
关键词
裂隙动态演化
瓦斯压力
工业CT扫描
三维数字重构
分形维数
Keywords
fracture dynamic evolution
gas pressure
industrial CT scanning
3D digital reconstruction
fractal dimension
分类号
TD712 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
纤维增强膏体充填材料的宏细观试验
被引量：
18
2
作者
马国伟
李之建
易夏玮
郭利杰
机构
北京工业大学建筑工程学院
澳大利亚西澳大学土木环境与采矿工程学院
北京矿冶研究总院
出处
《北京工业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第3期406-412,共7页
基金
中央高校基本科研业务费专项资金创新项目团队资助项目(ZY20120103)
文摘
为了提高膏体充填体的稳定性,在膏体充填材料中加入纤维以改善其脆性.采用宏细观试验方法研究了聚丙烯纤维增强膏体充填材料的破坏行为.从宏观上,通过一系列单轴压缩试验定量研究了纤维掺量对膏体充填材料力学性能影响.采用X射线CT多层切片扫描技术分析了纤维对膏体充填体试件细观结构的影响.研究结果表明:水泥掺量为10%时,纤维使膏体充填材料的峰值强度略有增加,纤维可大幅度提高其韧度和峰值强度点的应变;纤维能阻止试件中裂缝的扩展和延伸,使裂缝细化、分散,进而使试件在破坏前可形成更大体积的裂缝,这些裂缝在形成过程中可吸收更多的能量,从而提高膏体充填材料的韧性.
关键词
纤维增强膏体充填体
单轴压缩试验
CT多层切片扫描
三维数字重构
力学性能
Keywords
fiber-reinforced cement paste backfill
uniaxial compressive test
computed topography multi-slice scanning
three dimensional digital reconstruction
mechanical property
分类号
TD853 [矿业工程—金属矿开采]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于工业CT扫描的瓦斯压力影响下含瓦斯煤裂隙动态演化特征
王登科
张航
魏建平
吴岩
张宏图
姚邦华
付建华
赵立桢
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
39
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
纤维增强膏体充填材料的宏细观试验
马国伟
李之建
易夏玮
郭利杰
《北京工业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2016
18
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职称材料
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