动力扰动下底板突水前兆特征及危险性评价

1

作者 王俊光 杨松 +2 位作者 马峥 辛天宇 韦忠跟 《力学学报》 北大核心 2025年第7期1671-1687,共17页

为深入研究动力扰动作用下底板突水灾变机制,设计了一种可施加动力扰动的巷道突水突泥试验系统,结合多场信息监测系统和动力扰动机械装置,开展了不同扰动频率和扰动幅值的底板突水相似模拟试验.试验结果表明,底板突水是开挖扰动、动力... 为深入研究动力扰动作用下底板突水灾变机制,设计了一种可施加动力扰动的巷道突水突泥试验系统,结合多场信息监测系统和动力扰动机械装置,开展了不同扰动频率和扰动幅值的底板突水相似模拟试验.试验结果表明,底板突水是开挖扰动、动力扰动和承压水渗流共同作用的结果,突水前兆特征为土压力下降、水压力急剧上升和声发射事件大量产生.随着扰动幅值和频率增大,突水压力逐渐下降、突水时土压力逐渐增大、突水时间逐渐提前,三者对扰动幅值敏感程度更高.基于Hoek-Brown强度破坏准则,引入岩体扰动系数,建立了动力扰动作用下底板突水点的P-M临界方程,该方程在矿井底板突水危险性预测评价时综合准确度达87.6%,适用性良好.通过动力扰动下P-M临界曲线对唐家会矿井钻孔结果预测,发现矿井南部部分钻孔P-M结果高于临界曲线,结合矿区实际情况,判定矿场北部安全度最高,中部(主采区)较低,南部和西南部突水风险最高.研究成果为巷道底板突水预测预防提供了理论指导,对保障煤矿安全生产具有重要意义. 展开更多

关键词 底板突水 相似模拟试验 动力扰动 前兆特征 危险性评价

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深部高承压“Y”型分支断层底板突水机理模拟试验研究 被引量：1

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作者 李昂 张文忠 +3 位作者 周永根 王伟东 田胜祺 杨宇轩 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第7期223-233,共11页

普遍分布于淮南矿区的“Y”型分支断层由于其特殊的构造特征,较常规断层更容易发生活化突水,为揭示深部开采高承压水“Y”型分支断层底板突水机理,提出安全开采关键性技术参数,以刘庄煤矿8号煤工作面底板为研究对象,研发了一种新型原岩... 普遍分布于淮南矿区的“Y”型分支断层由于其特殊的构造特征,较常规断层更容易发生活化突水,为揭示深部开采高承压水“Y”型分支断层底板突水机理,提出安全开采关键性技术参数,以刘庄煤矿8号煤工作面底板为研究对象,研发了一种新型原岩相似材料及与之匹配度较高的承压水模拟系统,依托自制的相似试验平台,采用数字图像相关法、水压传感器、水流量监测系统及红外热成像等多种定量及定性监测手段,对开采扰动与承压水导升协同作用下底板突水机理进行模拟研究。结果表明:可循环使用的新型棒体、块体材料与硅胶水囊承压水系统契合良好,能够科学可靠地模拟现场情况;工作面推进63 cm是“Y”型分支断层进入活化阶段的临界点,此后承压水沿主断层向分支断层内导升,水压逐渐增大;当工作面推进至71 cm,底板分支断层完全活化,工作面发生突水,主断层水压降低、水流量增大;采动应力对底板裂隙发育具有显著的影响,分支裂隙呈现出沿垂直方向扩展发育的规律,工作面推过79 cm,底板裂隙逐渐闭合,突水情况得到缓解。结合模拟结果及现场实际情况,探讨了3种“Y”型分支断层底板突水应对治理措施和预案,为类似断层底板防治水研究提供一定的参考。 展开更多

关键词 “Y”型分支断层 底板突水机理 相似模拟试验 数字图像相关法 红外热成像

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悬挂式防渗墙地基渗透破坏特征研究

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作者 金伟 张子豪 +1 位作者 陈秋怡 王刚 《人民长江》 北大核心 2025年第4期169-175,共7页

为研究深厚覆盖层上悬挂式防渗墙地基的渗透破坏特征,分别选用均匀砂土和内部不稳定的砂砾石制作地基,开展渗透破坏模型试验。基于试验结果分析两种地基的渗透破坏模式,得出悬挂式防渗墙地基的渗透破坏模式与地基土体的内部稳定性有关... 为研究深厚覆盖层上悬挂式防渗墙地基的渗透破坏特征,分别选用均匀砂土和内部不稳定的砂砾石制作地基,开展渗透破坏模型试验。基于试验结果分析两种地基的渗透破坏模式,得出悬挂式防渗墙地基的渗透破坏模式与地基土体的内部稳定性有关。在此基础上,依托模型试验建立三维有限元模型,与试验结果进行对比分析,验证了数值模型具有较好的可靠性。利用经验证的数值模型进一步研究防渗墙深度、厚度和缺陷对地基抗渗性能的影响。结果表明:均匀砂土地基和不稳定砂砾石地基的渗透破坏模式分别为后退型管涌破坏和潜蚀型破坏;地基抗渗性能基本与墙体厚度无关,主要受墙深和墙体缺陷的影响;悬挂式防渗墙存在最优深度,防渗墙最优深度与地基深度的比值约为0.7。 展开更多

关键词 悬挂式防渗墙 渗透破坏 渗流场 模型试验 数值模拟

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非均质储层致密气藏压裂井复杂缝多井干扰数值试井模型

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作者 徐有杰 任宗孝 +2 位作者 向祖平 樊晓辉 于梦男 《岩性油气藏》 北大核心 2025年第3期194-200,共7页

基于嵌入式离散裂缝,在考虑拟启动压力梯度影响的基础上,建立非均质致密气藏压裂井复杂裂缝多井干扰数值试井数学模型,通过修正考虑拟启动压力梯度影响的传导率计算公式,改进了MRST数值模拟求解的算法。研究结果表明:①基于MRST模拟器... 基于嵌入式离散裂缝,在考虑拟启动压力梯度影响的基础上,建立非均质致密气藏压裂井复杂裂缝多井干扰数值试井数学模型,通过修正考虑拟启动压力梯度影响的传导率计算公式,改进了MRST数值模拟求解的算法。研究结果表明:①基于MRST模拟器进行模型计算,简化模型与商业软件对比结果验证了模型的准确性,拟启动压力系数越大,压降及压降导数曲线上翘幅度越大。②邻井生产方式(定产或定压)主要影响井底压降双对数曲线中后期特征,邻井定产生产使得测试井边界反映特征提前表征,邻井定压生产使得测试井晚期双对数曲线表现出先上翘后下掉特征。③邻井裂缝参数及离散裂缝对测试井井底压力曲线影响较小,测试井诱导缝导流能力使得双线性流阶段压降导数曲线表现出明显的下凹。④测试井所在区域渗透率不变的情况下,邻井所在区域渗透率越高,测试井双对数晚期阶段干扰开始的时间越早。该研究成果对致密气藏压裂井井间干扰试井分析提供理论基础。 展开更多

关键词 非均质致密气藏 拟启动压力梯度 压裂井 井间干扰 数值试井 非线性渗流 MRST数值模拟

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水平层状碳质页岩地层高速铁路大断面隧道基底变形机理研究 被引量：1

5

作者 周俊超 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第6期145-152,共8页

我国西部、西南部地区在建及建成的高速铁路隧道常发生仰拱隆起病害,严重威胁着隧道施工进度及运营安全。依托兴山东隧道典型的水平层状碳质页岩地层,开展仰拱基底隆起机理研究,对仰拱基底以下的围岩进行模型简化,应用构件试验定性分析... 我国西部、西南部地区在建及建成的高速铁路隧道常发生仰拱隆起病害,严重威胁着隧道施工进度及运营安全。依托兴山东隧道典型的水平层状碳质页岩地层,开展仰拱基底隆起机理研究,对仰拱基底以下的围岩进行模型简化,应用构件试验定性分析、数值模拟定量计算的方法,揭示了不同层厚、层间黏聚力以及材料强度对层状岩体破坏模式的影响,分析导致水平层状围岩隧道底鼓的原因,并提出相应的底鼓控制处置技术。研究结果表明:(1)层厚的减小降低了层状复合岩体抵抗变形和破坏的能力,主要表现为弹性阶段的缩短和变形速率的加快;层间黏结强度的降低破坏了层状复合岩体的整体性,导致层状岩体加速进入单一岩层受力阶段,但对极限承载力劣化效应不明显;(2)岩体本身材料强度降低极大地降低了层状复合岩层的承载能力,使得破坏过程显著加快,影响程度和范围进一步加深,结合数值模拟结果进一步证明了岩体本身强度在层状岩体的变形和破坏当中占据主导位置;(3)列车振动的疲劳损伤、地下水聚集的弱化作用以及围岩的长期力学性能均将影响隧道仰拱的稳定性,变形控制效果排序为:加深仰拱>基底注浆>仰拱锚杆。 展开更多

关键词 高速铁路 铁路隧道 水平层状围岩 仰拱底鼓 构件试验 数值模拟 变形机理

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煤矿“Y”型断层分支底板断裂力学判据及模拟研究

6

作者 李昂 孙靖昕 +5 位作者 张文忠 张壮 杨宇轩 王伟东 吕伟 范六一 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期92-105,共14页

【目的】断层分支作为主断层的一部分普遍存在,不易引起人们重视,但断层分支是引起突水的主要因素之一。【方法】以安徽刘庄煤矿为工程地质背景,在考虑Mohr-Coulomb准则岩体压剪断裂判据基础上,建立断层分支渗流与应力双重影响下的断裂... 【目的】断层分支作为主断层的一部分普遍存在,不易引起人们重视,但断层分支是引起突水的主要因素之一。【方法】以安徽刘庄煤矿为工程地质背景,在考虑Mohr-Coulomb准则岩体压剪断裂判据基础上,建立断层分支渗流与应力双重影响下的断裂力学灾变模型,分析得出断层分支发生劈裂破坏时的临界水压及断层分支到底板破碎区最小安全距离,研究断层倾角、最小主应力、主断层长度和渗透水压对临界水压及最小安全距离的影响规律和主控影响因素,并模拟分析断层分支在采动影响下塑性区及渗流场的演化特征,开展现场压水试验的验证工作。【结果和结论】结果表明:(1)断层分支倾角越大越易发生突水;最小主应力越大,断层分支裂隙越不容易发生扩展;(2)当主断层倾角为60°且断层分支与主断层夹角为60°时,模拟分析结果显示在工作面推进至断层分支正上方位置时,断层导升通道整体活化贯通;当工作面推过断层分支正上方10 m后,断层分支尖端裂隙与工作面底板破坏带贯通并引起底板突水;(3)通过现场压水试验验证了理论计算的正确性,证实断层分支会造成底板裂隙提前与断层相互贯通,引起工作面出水。研究结果可为煤矿采场底板含此类断层分支时的防水煤柱留设提供一定参考。 展开更多

关键词 底板突水 “Y”型断层分支 断裂力学模型 断层突水 数值模拟 现场试验

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悬挂式楼盖人致竖向振动舒适度评估方法研究

7

作者 汪志昊 宋璐瑶 +3 位作者 李阳 陈爱玖 胡明祎 许艳伟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第24期234-242,258,共10页

大跨度悬挂式楼盖属于柔性结构,在人致竖向荷载作用下易产生振动舒适度问题。为研究悬挂式楼盖的竖向振动性能,首先,对某悬挂式楼盖开展了竖向振动现场实测与有限元仿真的对比分析;随后,结合单向密肋悬挂式楼盖体系的单层等效模型,基于... 大跨度悬挂式楼盖属于柔性结构,在人致竖向荷载作用下易产生振动舒适度问题。为研究悬挂式楼盖的竖向振动性能,首先,对某悬挂式楼盖开展了竖向振动现场实测与有限元仿真的对比分析;随后,结合单向密肋悬挂式楼盖体系的单层等效模型,基于能量原理推导得到了楼盖竖向基频的简化计算公式;最后,开展了楼盖基频的多因素影响分析,总结了悬挂式楼盖的振动舒适度评估流程。结果表明:基于楼板弯曲振动理论所提出的悬挂式楼盖竖向基频简化计算公式具有较高的准确度,可用于该楼盖动力性能的快速评估;通过适当减小肋梁间距、增大肋梁刚度、合理布置吊柱等方法均有助于提升悬挂式楼盖的竖向振动基频,避免结构自振频率与人行荷载激励频率接近引起过度振动;单人步行荷载作用下悬挂式楼盖动力响应的有限元仿真、理论计算与现场实测结果均吻合较好,研究结果可为悬挂式楼盖的振动性能分析及舒适度评估提供参考。 展开更多

关键词 悬挂式楼盖 振动舒适度 现场实测 有限元仿真 基频

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考虑土层界面效应的尾矿坝渗流稳定性分析

8

作者 谢意 曹海莹 +2 位作者 周城屹 刘亮 王强 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期154-160,共7页

为研究渗流作用下尾矿土土层界面处力学行为对尾矿坝稳定性的影响,以河北省秦皇岛市某尾矿坝为研究对象,通过开展渗流直剪试验及FLAC3D数值建模,得出考虑土层界面效应的尾矿坝安全系数。研究结果表明:渗流状态下,随着水头高度上升,尾矿... 为研究渗流作用下尾矿土土层界面处力学行为对尾矿坝稳定性的影响,以河北省秦皇岛市某尾矿坝为研究对象,通过开展渗流直剪试验及FLAC3D数值建模,得出考虑土层界面效应的尾矿坝安全系数。研究结果表明:渗流状态下,随着水头高度上升,尾矿土抗剪强度下降;土层界面黏聚力呈下降趋势,内摩擦角变化幅度平缓;相同水头高度下,土层界面抗剪强度介于2种土层之间,尾细砂和尾粉质黏土界面黏聚力在多因素耦合作用下进一步降低;与Bishop法相比,考虑土层界面效应的尾矿坝在正常水位和洪水位下得到的安全系数分别下降29.0%,12.1%。研究结果可为多层尾矿土堆积而成的尾矿坝稳定性分析提供技术指导。 展开更多

关键词 尾矿坝 土层界面效应 渗流稳定性 直剪试验 数值模拟

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夏热冬冷地区低温辐射地板供暖影响因素的正交试验 被引量：1

9

作者 冯梦雅 王汉青 李正明 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第6期2367-2377,共11页

为了研究夏热冬冷地区低温辐射地板供暖影响因素,采用L25(56)的正交试验方法探究供水温度、管间流速、管径、管间距、填充层厚度5因素对地板表面平均温度和均匀度的影响,获得各因素对试验指标的影响趋势、显著性程度和组合的最优解。研... 为了研究夏热冬冷地区低温辐射地板供暖影响因素,采用L25(56)的正交试验方法探究供水温度、管间流速、管径、管间距、填充层厚度5因素对地板表面平均温度和均匀度的影响,获得各因素对试验指标的影响趋势、显著性程度和组合的最优解。研究表明:对地板表面平均温度的影响程度为供水温度>管间距>管径>填充层厚度>管间流速,对均匀度的影响程度为管间距>供水温度>填充层厚度>管径>管间流速,最优水平组合为:供水温度取35℃,管间流速取0.4 m/s,管径取16 mm,管间距取100 mm,填充层厚度取75 mm。试验结果为夏热冬冷地区辐射供暖设计提供借鉴,亦可对数值分析软件与统计学的结合提供思路。 展开更多

关键词 低温辐射地板供暖 数值模拟 正交试验 地板表面平均温度 均匀度

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基于压水试验的杨村煤矿底板断层带渗流性质研究 被引量：8

10

作者 邵明喜 官云章 +4 位作者 曹思文 张鑫 刘近国 吕先阳 孙晓倩 《矿业安全与环保》 北大核心 2016年第1期73-76,80,共5页

为研究杨村煤矿底板断层带的渗流性质,采用现场压水试验方法对底板F5断层进行了测试并获取了大量的实测数据,分析结果表明:该断层在原始状态下渗流能力较差,阻渗性较强。对该断层进行了4次压水试验,对比4次压水试验的渗透系数变化曲线可... 为研究杨村煤矿底板断层带的渗流性质,采用现场压水试验方法对底板F5断层进行了测试并获取了大量的实测数据,分析结果表明:该断层在原始状态下渗流能力较差,阻渗性较强。对该断层进行了4次压水试验,对比4次压水试验的渗透系数变化曲线可知,重复压水可导致断层带明显渗透破坏,由此造成其导渗性能的进一步增强;F5断层带两段压渗试验压力和流量关系(p—Q)为扩张或冲蚀型,该断层带裂隙发育,裂隙中间有较多充填物,阻渗能力较好。 展开更多

关键词 压水试验 煤层底板 断层 渗流性质 渗透系数

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煤矿地下水库底板渗流模拟试验系统研制及验证 被引量：13

11

作者 文志杰 姜鹏飞 +2 位作者 景所林 曹志国 管彦太 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1487-1497,共11页

基于国家对西部煤炭绿色开发的号召,西部矿区煤炭资源开发与生态环境及水资源保护协调发展研究显得愈发重要。煤矿地下水库技术创新性地实现了西部矿区绿色发展,但依然存在着诸多需要破解的科学难题。为了研究煤矿地下水库底板在应力-... 基于国家对西部煤炭绿色开发的号召,西部矿区煤炭资源开发与生态环境及水资源保护协调发展研究显得愈发重要。煤矿地下水库技术创新性地实现了西部矿区绿色发展,但依然存在着诸多需要破解的科学难题。为了研究煤矿地下水库底板在应力-渗流耦合条件下的渗流规律与破坏特征,分析渗流演变过程中的多场信息,研制了底板渗流模拟试验系统。该试验系统主要包括伺服稳压控制系统、试验箱系统和计算机监测与数据采集系统,其中伺服稳压控制系统可以实现利用气体压力替代水压力模拟地下水库中水体压力和上覆岩层产生的矿山压力,实现了对整体压力(范围为0~0.8 MPa)数字化控制;试验箱系统为钢架结构,可实现模拟不同水位高度下的流固耦合模拟试验,最大模型尺寸为1000 mm×600 mm×500 mm(长×宽×高)。并以神东矿区某煤矿地下水库为背景,进行底板渗流相似模拟试验,获得了孔隙水压力和渗水量变化规律,验证了设备的合理性和实用性。试验结果表明:孔隙水压力和渗流量数据信息可以宏观表征岩层渗流情况;孔隙水压力变化一般需要经历初始维持阶段、增大阶段、峰值波动阶段、衰减阶段和稳定阶段,最大增幅约为0.8 kPa,稳定阶段后孔隙水压力与初始值相差约为0.1 kPa;同一层位不同位置测点和不同层位相同位置测点的孔隙水压力变化曲线趋势基本一致,影响孔隙水压力主要因素有测点位置、模拟岩层岩性、渗透率和材料非均质性等。渗流量大小受过流断面面积和渗透系数影响,最大渗流量范围为14~15 mL/s。 展开更多

关键词 底板渗流 模拟试验系统 地下水库 流固耦合 孔隙水压力

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大采深厚煤层底板采动破坏深度 被引量：55

12

作者 张蕊 姜振泉 +2 位作者 李秀晗 晁海德 孙强 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期67-72,共6页

针对我国承压水上开采底板突水灾害随开采深度不断增大而逐年增多的趋势,以某矿综放工作面的深部开采实际为背景,根据现场煤层底板钻孔内不同深度传感器应变测试值随工作面的变化规律,确定出煤层底板岩体破坏深度介于18～20 m;以研究区... 针对我国承压水上开采底板突水灾害随开采深度不断增大而逐年增多的趋势,以某矿综放工作面的深部开采实际为背景,根据现场煤层底板钻孔内不同深度传感器应变测试值随工作面的变化规律,确定出煤层底板岩体破坏深度介于18～20 m;以研究区实际地层资料为基础建立工程地质模型,通过反复试算、逐步修正模型边界条件,对煤层底板破坏特征进行分析,弥补了现场实测结果不能反映出煤层回采过程中底板应力场的不足;采用现场应变实测和数值模拟相互结合的方法,确定了大采深厚煤层底板破坏深度为20 m,揭示了矿山压力在采动煤层底板中的传播规律。 展开更多

关键词 底板突水 带压开采 破坏深度 现场应变法 数值模拟

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东南沿海地区玄武岩残积土雨水运移特征及滑坡失稳数值模拟 被引量：12

13

作者 张晨阳 张泰丽 +3 位作者 张明 孙强 伍剑波 王赫生 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期42-50,共9页

暴雨作用下,东南沿海地区玄武岩残积土滑坡极易失稳,但相关的研究较为少见。文章以浙江省温州市马济头滑坡为对象,首先利用原状土土柱实验,获取中峰型和前峰型降雨工况下玄武岩残积土的雨水运移特征;然后使用Geostudio软件反演土柱降雨... 暴雨作用下,东南沿海地区玄武岩残积土滑坡极易失稳,但相关的研究较为少见。文章以浙江省温州市马济头滑坡为对象,首先利用原状土土柱实验,获取中峰型和前峰型降雨工况下玄武岩残积土的雨水运移特征;然后使用Geostudio软件反演土柱降雨实验,获取玄武岩残积土的非饱和渗透参数;接着通过数值模拟,获取两种降雨工况下马济头滑坡的渗流场及稳定性。结果表明:降雨作用下,玄武岩残积土的浅层土体含水率增长速率较快,上部及深部土体更易达到饱和;10 mm/h降雨强度下,湿润锋下渗速率较小且不随深度变化;30 mm/h降雨强度下,湿润锋下渗速率可增大2~3倍,雨水主要在峰值降雨期快速入渗;降雨作用下,马济头滑坡的滑带土饱和度迅速增大,孔隙水压力随之增大,坡脚出现大面积滞水,土体抗剪强度急剧降低,模拟降雨第三天,滑坡的稳定性系数降至最低,滑坡最终失稳;中峰型降雨工况下雨水入渗速率更快,坡脚处产生更大滞水面积,滑坡更容易失稳。本文的研究成果可为东南沿海玄武岩残积土滑坡的稳定性评价提供理论依据。 展开更多

关键词 残积土边坡 滑坡 土柱实验 渗流场 稳定性评价 数值模拟

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颗粒形状对多孔介质孔隙特征和渗流规律影响研究的探讨 被引量：16

14

作者 张家发 焦赳赳 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2011年第3期39-44,共6页

讨论了颗粒形状对于多孔介质孔隙系统及其渗流规律的可能影响及其研究意义;综述相关领域的研究成果,探讨了颗粒形状的测量评定方法、颗粒形态和填筑的模拟方法、孔隙系统的可视化研究方法,以及渗流规律的试验对比研究方法;分析指出了颗... 讨论了颗粒形状对于多孔介质孔隙系统及其渗流规律的可能影响及其研究意义;综述相关领域的研究成果,探讨了颗粒形状的测量评定方法、颗粒形态和填筑的模拟方法、孔隙系统的可视化研究方法,以及渗流规律的试验对比研究方法;分析指出了颗粒形状对渗流规律影响的研究在促进水处理滤料开发和碎石料作为大坝填料利用方面的应用前景。 展开更多

关键词 颗粒形状 多孔介质 渗流 试验 模拟

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高承压水上采煤可行性分析及安全开采评价 被引量：6

15

作者 申建军 刘伟韬 +1 位作者 王现伟 刘云娟 《金属矿山》 CAS 北大核心 2013年第7期4-7,70,共5页

针对深部矿井承压水上采煤导致的底板突水问题,在深部开拓时,必须进行必要的可行性分析和安全开采评价。通过对某矿区深部扩大区水文地质条件分析,认为该区域煤矿可开采。利用底板岩体渗流模型及修正的水力参数,基于FLAC3D各向异性渗透... 针对深部矿井承压水上采煤导致的底板突水问题,在深部开拓时,必须进行必要的可行性分析和安全开采评价。通过对某矿区深部扩大区水文地质条件分析,认为该区域煤矿可开采。利用底板岩体渗流模型及修正的水力参数,基于FLAC3D各向异性渗透模型进行应力场-渗流场耦合模拟,得出底板破坏深度。结果表明:正常区段工作面底板破坏深度为25 m,受构造破坏区段底板破坏深度为50 m。根据突水系数法对安全开采深度及工作面斜长进行了评价,提出了可行的水害防治措施。保持0.06 MPa/m的突水系数,采取疏水降压措施,把水头疏降到-950 m标高时,15煤层工作面的开采是安全的。 展开更多

关键词 可行性分析 应力场 - 渗流场耦合 数值模拟 底板破坏深度 安全评价

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考虑区间分布的幂律流体脉动渗透注浆扩散机制研究 被引量：15

16

作者 张聪 梁经纬 +3 位作者 阳军生 张贵金 谢亦朋 叶新田 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期2120-2128,共9页

脉动注浆技术虽已得到了一定应用,但脉动压力下浆液的扩散机制研究则远滞后于工程实践。为了进一步推广和完善脉动注浆技术,基于注浆过程中脉动压力持续段流量恒定、压力间隔段流量为零的特点,考虑地层参数的不确定性,建立了脉动压力下... 脉动注浆技术虽已得到了一定应用,但脉动压力下浆液的扩散机制研究则远滞后于工程实践。为了进一步推广和完善脉动注浆技术,基于注浆过程中脉动压力持续段流量恒定、压力间隔段流量为零的特点,考虑地层参数的不确定性,建立了脉动压力下幂律流体的渗透扩散模型,得到了脉动压力下幂律流体扩散半径的区间分布方程;设计了一套脉动渗透注浆模拟试验装置,得到了不同施工参数下幂律流体在地层内的分布形态;通过在数值模拟中构造脉动压力周期变化模型与孔隙率随机分布模型,实现了脉动压力下幂律流体渗透注浆浆液扩散过程的模拟。研究结果表明：脉动压力作用下幂律流体在地层内扩散范围并非是一个确定的量值,但基本集中在一定范围内,存在明显的扩散半径上下限;浆液扩散半径上下限受脉动注浆压力、脉动频率等影响明显,且上限差值随脉动注浆压力的增大而增大,浆液离散程度表现的更显著;理论计算、数值模拟与模型试验所得的浆液扩散半径随注浆压力的变化趋势一致,理论与数值计算得到的浆液扩散半径上下限数值误差均在可接受范围内,推导的理论公式和建立的数值模型均能较好的描述幂律流体在脉动压力下的扩散过程及区间分布。研究成果可为脉动渗透注浆理论、数值模拟以及实践工程提供一定的指导意义。 展开更多

关键词 脉动注浆 幂律流体 渗透扩散 区间理论 模型试验 数值模拟

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渗透变形中相似性问题的颗粒流模拟 被引量：3

17

作者 倪小东 王媛 王飞 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2009年第3期55-60,共6页

在离心试验中进行渗流试验一般采用原型土,由于土样没有和模型同比缩放,导致试验中流体流动不遵循流体动力学相似准则。在分析离心试验结果的基础上,对照流体动力学相似准则,提出通过调整颗粒粒径和流体材料参数,获得模型和原型的完全... 在离心试验中进行渗流试验一般采用原型土,由于土样没有和模型同比缩放,导致试验中流体流动不遵循流体动力学相似准则。在分析离心试验结果的基础上,对照流体动力学相似准则,提出通过调整颗粒粒径和流体材料参数,获得模型和原型的完全相似。由于颗粒粒径和流体材料参数调整具有一定的难度,根据离散单元法的特点,考虑采用颗粒流程序对离心试验中的渗透变形问题进行模拟。数值模拟结果表明模型和原型中的流场可以实现较好的相似,与理论及试验结果一致。说明采用颗粒流程序进行离心试验是可行的,同时为颗粒流在涉及渗流过程的离心试验中进一步运用提供了参考。 展开更多

关键词 模拟 离心试验 渗透变形 相似率 颗粒流

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300m级拱坝喷涂聚脲防渗仿真模型试验及应用 被引量：9

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作者 孙志恒 喻建清 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2009年第6期49-53,共5页

针对300 m级拱坝可能出现上游坝面裂缝的问题,提出了增设柔性防渗层的防渗方案。根据300 m级拱坝的受力特点,选择了以喷涂聚脲为主的3种复合防渗方案,并进行了抗折试验、黏结强度试验、高水头迎水面抗渗试验及仿真模型试验。为了检验现... 针对300 m级拱坝可能出现上游坝面裂缝的问题,提出了增设柔性防渗层的防渗方案。根据300 m级拱坝的受力特点,选择了以喷涂聚脲为主的3种复合防渗方案,并进行了抗折试验、黏结强度试验、高水头迎水面抗渗试验及仿真模型试验。为了检验现场施工的可行性,进行了现场工艺性试验,选定了粘贴3 mm厚GB板+喷涂4 mm厚聚脲和直接喷涂7 mm厚聚脲2种防渗方案。试验结果表明:当聚脲厚度与缝宽之比大于0.57时,聚脲可以承受3 MPa的水压力不渗漏;喷涂聚脲技术可以满足大面积快速施工的要求,聚脲与GB板的配合使用,克服了混凝土开裂而聚脲变薄的缺陷,提高了聚脲的防渗效果。 展开更多

关键词 300m级拱坝 防渗 聚脲 仿真模型试验 GB板

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底板破坏深度六因素线性预测模型 被引量：31

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作者 段宏飞 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期3323-3330,共8页

针对煤矿底板破坏深度影响因素较多,难以准确地确定难题,通过分析影响底板岩体变形程度的底板岩层的抗破坏能力和作用在底板上的矿山压力两方面因素,选取采深、采高、斜长(工作面)、倾角、底板岩性组合与顶板岩性组合6个因素进行底板破... 针对煤矿底板破坏深度影响因素较多,难以准确地确定难题,通过分析影响底板岩体变形程度的底板岩层的抗破坏能力和作用在底板上的矿山压力两方面因素,选取采深、采高、斜长(工作面)、倾角、底板岩性组合与顶板岩性组合6个因素进行底板破坏深度研究,以某矿4602工作面为背景概化工程地质模型进行6因素5水平正交数值模拟试验。试验结果表明,(1)影响底板破坏深度的主要因素是斜长,顶板岩性组合、底板岩性组合、采深、采高依次减弱,倾角最差;(2)首次明确了顶板岩性组合是影响底板破坏深度的关键因素;(3)建立了斜长-顶底板岩性组合-采深-采高-倾角的采动底板破坏深度预测模型,计算结果较开采规程经验公式的计算结果更接近实际,精度高、误差小,基本可以满足工程使用。研究结果对底板破坏深度的研究以及工程应用具有积极的指导意义。 展开更多

关键词 底板破坏深度 数值模拟 正交试验 顶板岩性组合

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沿空留巷采煤对底板扰动破坏深度影响 被引量：7

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作者 刘新民 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期79-84,共6页

以韩城矿区桑树坪煤矿下组煤3105 工作面开采实际情况为背景,采用现场声波测试和数值模拟方法,对沿空留巷开采条件下煤层底板扰动破坏规律进行了研究.声波测试成果表明工作面底板扰动破坏深度为13.2-14.6 m,数值模拟成果显示工作面底板... 以韩城矿区桑树坪煤矿下组煤3105 工作面开采实际情况为背景,采用现场声波测试和数值模拟方法,对沿空留巷开采条件下煤层底板扰动破坏规律进行了研究.声波测试成果表明工作面底板扰动破坏深度为13.2-14.6 m,数值模拟成果显示工作面底板破坏深度为13.0-14.5 m,两种方法结果较为-致.通过与正常开采条件下底板破坏深度进行对比,结果表明,采用无煤柱式的沿空留巷开采技术不会对底板破坏深度造成较大影响.研究成果为国内底板带压工作面采用沿空留巷技术开采过程中底板扰动破坏规律的确定提供依据. 展开更多

关键词 底板破坏 沿空留巷 声波测试 数值模拟

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