半圆盘三点弯曲法测定页岩断裂韧度(K_(IC))的实验研究 被引量：22

1

作者 赵子江 刘大安 +2 位作者 崔振东 唐铁吾 韩伟歌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S1期258-266,共9页

为了准确测试页岩的I型断裂韧度K_(IC),分别采用直切槽半圆盘试样(NSCB)和人字形切槽半圆盘试样(CCNSCB),在3种预制切槽布置模式(splitter、arrester、divider)下,开展三点弯曲加载实验。通过标准差和变异系数分析两类方法 K_(IC)测算... 为了准确测试页岩的I型断裂韧度K_(IC),分别采用直切槽半圆盘试样(NSCB)和人字形切槽半圆盘试样(CCNSCB),在3种预制切槽布置模式(splitter、arrester、divider)下,开展三点弯曲加载实验。通过标准差和变异系数分析两类方法 K_(IC)测算值的离散性,并评价各自适用性。使用光学显微镜观察试件破裂后的裂纹扩展路径和破裂面断口形态。基于断裂力学理论,给出页岩试件粗糙起伏断口表面能计算公式,分析页岩试件实测值K_(IC)离散的原因,并用最小耗能原理解释裂缝在页岩试件扩展过程中形成粗糙断裂面的机理。对比分析两种试样类型测试的K_(IC)值,认为两种方法在切槽平行层理布置的情况下测算值离散程度一致,二者都适用;对于切槽垂直层理两种布置方式下NSCB试件更容易发生裂缝偏转,导致产生Ⅰ-Ⅱ复合型断裂,使试验失效;CCNSCB试件的韧带具有良好的裂缝扩展导向作用,某种程度上抵消了加载配置非对称性带来的不利影响,CCNSCB比NSCB测得的K_(IC)值离散性更小,更适用于各向异性页岩的K_(IC)测试。 展开更多

关键词 页岩 I型断裂韧度 三点弯曲 CCNSCB和NSCB 断裂机理

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基于温度-降雨双参数的新疆地质灾害预警模型 被引量：13

2

作者 李守定 乔华 +3 位作者 马世伟 白亚恒 姜越 贺强 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2021年第11期207-218,共12页

区域地质灾害预警模型是气象诱发地质灾害防治的基础科学问题。新疆广泛发育冻融型地质灾害与冰川型地质灾害,这两类灾害受控于温度与降雨两个诱发因素,以往的区域地质灾害预警多考虑降雨,缺乏这两类地质灾害的温度-降雨双因素预警模型... 区域地质灾害预警模型是气象诱发地质灾害防治的基础科学问题。新疆广泛发育冻融型地质灾害与冰川型地质灾害,这两类灾害受控于温度与降雨两个诱发因素,以往的区域地质灾害预警多考虑降雨,缺乏这两类地质灾害的温度-降雨双因素预警模型。为此,以新疆伊犁谷地冻融型地质灾害与昆仑山北麓冰川型地质灾害为研究对象,在地质灾害发育规律与主要诱发因素分析的基础上,对新疆地质灾害进行预警亚区区划,根据温度指标和降雨指标与地质灾害关系分析,建立了温度-降雨双参数地质灾害预警模型。结论如下:(1)新疆冻融型地质灾害主要分布在伊犁谷地,主要为春季温度升高和降雨诱发黄土滑坡;冰川型地质灾害主要分布在昆仑山北麓,主要为冰川融水与暴雨诱发泥石流,具有垂直分带发育特征。(2)选取灾害当日最高气温、最低气温、当日温差等参数,表征温度指标;选取当日雨量、灾害前7 d有效雨量表征降雨指标;温度指标与降雨指标作为预警模型的基础指标。(3)以当日最低气温、灾害前7 d有效雨量作为预警参数,建立了伊犁谷地3—6月冻融型地质灾害预警模型;以当日最高气温、灾害前7 d有效雨量作为预警参数,建立了昆仑山北麓6—9月冰川型地质灾害预警模型。 展开更多

关键词 地质灾害 预警模型 温度-降雨双参数

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岩质斜坡锁固段破坏模式的物理模型试验研究 被引量：5

3

作者 泮晓华 秦四清 薛雷 《华北水利水电大学学报（自然科学版）》 2018年第6期13-18,共6页

大型岩质斜坡的稳定性常受潜在滑面上的锁固段所控制,理解锁固段破坏机理是解决岩质锁固型斜坡失稳预测问题的关键。基于已有的岩质锁固型斜坡分类,对每一类斜坡锁固段破坏模式进行了物理模型试验研究。结果表明:跨层斜切式斜坡的锁固... 大型岩质斜坡的稳定性常受潜在滑面上的锁固段所控制,理解锁固段破坏机理是解决岩质锁固型斜坡失稳预测问题的关键。基于已有的岩质锁固型斜坡分类,对每一类斜坡锁固段破坏模式进行了物理模型试验研究。结果表明:跨层斜切式斜坡的锁固段破坏模式为拉剪破坏;顺层直剪式斜坡靠近坡脚临空面处的下部锁固段首先发生拉剪破坏,随之上部锁固段发生剪切破坏;均质岩桥式锁固段破坏模式为拉剪破坏,而挡墙式锁固段破坏模式为剪切破坏。 展开更多

关键词 岩质斜坡 锁固段 破坏模式 物理模型试验

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多通道瞬变电磁法油气藏动态检测 被引量：18

4

作者 王显祥 底青云 邓居智 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期1021-1030,839,共10页

油藏动态检测通过对油藏开采过程进行监测,建立动态油藏模型,从而优化开发方案,提高油气采收率。现有的油藏监测手段主要为地震方法,成本较高。试图从电磁法角度,探讨利用多通道瞬变电磁法对油气动态监测的优势。首先介绍了多通道瞬变... 油藏动态检测通过对油藏开采过程进行监测,建立动态油藏模型,从而优化开发方案,提高油气采收率。现有的油藏监测手段主要为地震方法,成本较高。试图从电磁法角度,探讨利用多通道瞬变电磁法对油气动态监测的优势。首先介绍了多通道瞬变电磁法的原理,即主要利用电偶极子源向地下发射伪随机序列,并在发射与接收端分别测量电流与电压变化,通过反褶积提取大地脉冲响应;其次分析了利用多通道瞬变电磁法油气藏探测的优势。研究表明多通道瞬变电磁法集合了电性源瞬变电磁法的特点,可以取得对高阻体的最佳探测效果,较适用于油气藏动态检测;最后以一个背斜油藏模型为例进行了数值模拟,研究结果表明多通道瞬变电磁法在合适偏移距下可以很好地圈定油气藏的边界,并揭示油气藏的变化。 展开更多

关键词 多通道瞬变电磁法 油气藏 动态检测

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考虑统计损伤模型的非均质节理岩体拉剪破坏机制研究 被引量：3

5

作者 刘港 马凤山 +2 位作者 赵海军 冯雪磊 郭捷 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S1期9-20,共12页

拉剪应力状态极易导致岩体破坏乃至失稳,为研究节理岩体拉剪破坏规律,开展了拉剪荷载下共面非贯通节理岩体变形破坏的理论与数值计算研究。通过自定义考虑岩石统计损伤演化的Mohr-Coulomb和最大拉应力准则模型,编写力学参数服从Weibull... 拉剪应力状态极易导致岩体破坏乃至失稳,为研究节理岩体拉剪破坏规律,开展了拉剪荷载下共面非贯通节理岩体变形破坏的理论与数值计算研究。通过自定义考虑岩石统计损伤演化的Mohr-Coulomb和最大拉应力准则模型,编写力学参数服从Weibull分布的fish函数,研究了拉剪条件下非均质节理岩体的破坏模式及破坏规律,讨论了岩石均质度、法向拉应力及剪切速率对岩体破坏模式及其力学性质的影响。结果表明,(1)拉剪应力状态下节理岩体的破坏模式以张拉破坏为主,加载初期破坏位置分布散乱,随着加载和损伤演化逐渐形成带状破裂面,岩体宏观力学性质明显降低;(2)非均质性对岩体破坏影响显著,主要表现为均质度的增加,岩体由弥散型破坏向集中型破坏转变,破裂面起伏度增大,同时岩体的宏观力学性质增强并最终趋向于均质岩体;(3)低应力水平下拉应力增大不改变节理岩体以拉张破坏为主的破裂模式,但剪切破坏比例明显减少,同时岩体抗剪强度降低,破裂面的粗糙度增大;(4)剪切速率对岩体力学性质的影响显著,静态加载范围内岩体抗剪强度随剪切速率的增大而增大,且增幅越来越小。 展开更多

关键词 统计损伤模型 非均质 拉剪荷载 共面非贯通节理 岩体破坏

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毛乌素沙地农田土壤水分动态特征研究 被引量：11

6

作者 包含 侯立柱 +2 位作者 沈建根 郑涵 张馨 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1301-1309,共9页

毛乌素沙地农业种植以春玉米为主,水资源短缺是制约当地农业发展的主要因素,研究农田土壤水分动态对指导当地农业生产具有重要意义。本研究以原位试验为主,通过对地下水、土壤含水率、土水势、灌溉降雨、蒸腾蒸发等数据的监测和分析,对... 毛乌素沙地农业种植以春玉米为主,水资源短缺是制约当地农业发展的主要因素,研究农田土壤水分动态对指导当地农业生产具有重要意义。本研究以原位试验为主,通过对地下水、土壤含水率、土水势、灌溉降雨、蒸腾蒸发等数据的监测和分析,对毛乌素沙地春玉米生长过程中的土壤水分动态特征进行研究。结果表明：地下水与土壤水之间存在明显的水力联系,Pearson相关性分析发现,各深度土壤含水率与地下水埋深之间均呈显著相关,其中40-60 cm深处相关性最大,相关系数大于0.8;地下水位的下降降低了土壤含水率稳定层的位置,削弱了上下层土壤之间的水力联系,不利于土壤水分的保持;玉米需水量增加和地下水位下降均会导致土壤含水率在垂向剖面上的不规律变化增强。通过对土壤含水率和土水势监测数据的分析发现,在玉米从苗期至蜡熟期的生长过程中,土壤水分动态经历了弱—强—弱的变化过程,并且20 cm深土层是春玉米的主要吸水层,30-40 cm是相对干燥层,由于田间灌溉在春玉米发生水分胁迫时进行,因此可利用30 cm和40 cm深土层含水率判断玉米是否需要灌溉。受春玉米生理作用影响,当10 cm深处土水势值下降到低于-0.18 bar时会出现根系提水现象。本研究结果可以为毛乌素沙地地区的农田水分利用及水资源管理提供重要的理论依据和参考信息。 展开更多

关键词 毛乌素沙地 春玉米 地下水埋深 土壤含水率 土壤水分动态 根系提水

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支撑拱式锁固型滑坡变形演化特征的物理模型试验 被引量：3

7

作者 姜彤 贾航 +1 位作者 雷家华 薛雷 《华北水利水电大学学报（自然科学版）》 2020年第2期88-96,共9页

采用自行设计的滑坡物理模型系统,通过单、双段拉力筋牵引式启动的形式,分别设置了无锁固体和加装锁固体条件下单、双段滑坡试验(共4组),并利用应力-应变数据采集系统和高清摄像机等设备监测滑坡过程中坡体变形的多维表征信息。试验结... 采用自行设计的滑坡物理模型系统,通过单、双段拉力筋牵引式启动的形式,分别设置了无锁固体和加装锁固体条件下单、双段滑坡试验(共4组),并利用应力-应变数据采集系统和高清摄像机等设备监测滑坡过程中坡体变形的多维表征信息。试验结果表明:在无锁固体条件下,边坡的牵引力-时间曲线峰值最大为39.5 N且快速陡降,坡体破坏形式为整体快速大滑动;在有锁固体条件下,边坡的牵引力-时间曲线峰值最大为55.7 N且维持近400 s,峰值提升41%,坡体的破坏形式转变为慢速蠕滑,可知拱支座间形成的支撑拱对拱后土体具有稳定作用。 展开更多

关键词 锁固体 支撑拱 滑坡 位移信息 裂缝信息

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不同边长及分辨率下陆相页岩微孔隙非均质特性分析——以鄂尔多斯盆地瑶科1井长7~2页岩为例

8

作者 尚彦军 赵斌 +1 位作者 胡瑞林 邵鹏 《石油实验地质》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期156-162,共7页

陆相页岩的非均质性与海相页岩不同,其主要表现为孔隙结构的非均质性。以鄂尔多斯盆地瑶科1井采出的上三叠统长7^2黑色页岩为例,利用微米CT在1μm分辨率下对7个不同边长(100~700μm)、纳米CT在65 nm分辨率下对4个不同边长(10~39μm)的... 陆相页岩的非均质性与海相页岩不同,其主要表现为孔隙结构的非均质性。以鄂尔多斯盆地瑶科1井采出的上三叠统长7^2黑色页岩为例,利用微米CT在1μm分辨率下对7个不同边长(100~700μm)、纳米CT在65 nm分辨率下对4个不同边长(10~39μm)的孔隙和裂缝进行了观测和分析。建立了3D图像重构基础上的不同边长及分辨率的孔隙指标非均质特性表征:孔隙数量和体积随边长增加而呈指数增大,面密度随边长增大而减小,长宽平均值及其比值基本不变。作为表征连通性指标的配位数与孔隙长度均值关系较为密切。 展开更多

关键词 微观孔隙 边长 面密度 长宽比 延长组页岩 鄂尔多斯盆地

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覆盖区岩溶溶洞的微动探测试验研究——以福建永安大湖盆地为例 被引量：22

9

作者 黄光明 徐佩芬 +6 位作者 李长安 凌甦群 赵举兴 杜亚楠 游志伟 江秋明 李传金 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期536-544,共9页

基于岩溶发育位置及程度等规律对现代城市开发建设的重要意义,利用二维微动剖面探测方法开展灰岩岩溶区地层结构探测,获得关于隐伏岩溶洞穴发育规律的新认识。二维微动探测方法利用天然源面波的优势,不受人文居住环境干扰限制,在浅层地... 基于岩溶发育位置及程度等规律对现代城市开发建设的重要意义,利用二维微动剖面探测方法开展灰岩岩溶区地层结构探测,获得关于隐伏岩溶洞穴发育规律的新认识。二维微动探测方法利用天然源面波的优势,不受人文居住环境干扰限制,在浅层地质结构探测方面凸显出优势。利用该方法研究覆盖区岩溶发育规律,在福建永安大湖盆地内两处岩溶国家地下水监测井钻孔旁,通过钻孔孔内S波速度波速测试结果分析总结地层速度规律,同时二维微动剖面探测结果与钻探结果对比揭示,灰岩岩溶发育、不发育段的视S波速度分别为1 000～1 600 m/s,1 700 m/s以上,灰岩中溶洞的视S波速度为300～850 m/s,存在显著差异。利用微动视S波速度剖面,进一步揭示坑边和霞鹤地区地下岩溶洞穴虽整体发育形态表现为层状,但其发育形式主要为岩溶管道型;区内岩溶深度达160 m,发育深度与地形起伏有一定相关性。基于2处试验区的总结性规律,分析了大湖盆地内另一微动测线处的岩溶发育规律并得到验证。由此可见,通过微动剖面结果与钻孔对比分析规律,可利用该规律以微动剖面结果为基础推测该区域其他无钻孔区域的岩溶发育情况。结果表明,微动探测能较直观地探测覆盖型岩溶区地下灰岩溶洞的发育及空间分布情况,并可追踪分析岩溶的横向变化规律。 展开更多

关键词 微动探测 视S波速度 覆盖型岩溶 永安大湖盆地

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土石混合体变形破坏的基覆面效应研究 被引量：3

10

作者 孙永帅 胡瑞林 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期330-336,共7页

为了研究含石量的变化对土石混合体变形破坏演化规律的影响,考虑了基覆面效应的含石量因素,对土石混合体的变形破坏问题进行了分析.采用自主设计的大型推剪仪对剪切面与基覆面的夹角进行了研究,得到了不同含石量情况下最大剪应力的变化... 为了研究含石量的变化对土石混合体变形破坏演化规律的影响,考虑了基覆面效应的含石量因素,对土石混合体的变形破坏问题进行了分析.采用自主设计的大型推剪仪对剪切面与基覆面的夹角进行了研究,得到了不同含石量情况下最大剪应力的变化规律,借助渗压计与土压力计研究了孔隙水压力与土压力的变化规律.研究结果表明:当含石量从10%增加至50%时,相同剪切位移情况下土石混合体的抗剪强度会增加,剪切面与基覆面的夹角增加80%;在基覆面底部,剪切面与基覆面的距离增加63.6%;土石混合体变形破坏的最大剪应力即峰值强度增加32.5%;孔隙水压力变化值达到最大值所需的时间增加78.9%;土压力变化值达到最大值所需的时间增加80%;在试验过程中石块会发生翻滚旋转,不会发生被剪断,石块最终会指向土石混合体剪切破坏的方向. 展开更多

关键词 含石量 基覆面 土石混合体 变形 土体 大型推剪试验

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非正规生活垃圾填埋场对浅层地下水环境质量影响评价研究 被引量：2

11

作者 徐川川 王礼恒 +1 位作者 张恒博 卫伟 《矿产勘查》 2023年第11期2197-2204,共8页

非正规生活垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液极易造成土壤、地表水及地下水环境污染,严重威胁地下水安全及周边生态环境。采用单一方法无法准确评价非正规生活垃圾填埋场对浅层地下水环境影响,本文综合单项组分评价法、综合指数法、模糊评价... 非正规生活垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液极易造成土壤、地表水及地下水环境污染,严重威胁地下水安全及周边生态环境。采用单一方法无法准确评价非正规生活垃圾填埋场对浅层地下水环境影响,本文综合单项组分评价法、综合指数法、模糊评价法对非正规垃圾填埋场及周边浅层地下水样品点水质进行综合评价,对生活饮用水、工业用水及农业用水进行地下水用途功能评价。研究结果表明:垃圾填埋场浅层地下水受到严重污染,污染羽受地下水流向控制,已对下游及两侧浅层地下水环境质量及功能造成影响。其主要污染因子为总硬度、溶解性总固体、COD_(Mn)、NH_(3)-N、SO_(4)^(2-)、I^(-)、Mn、As、Cd,污染严重的地下水中Cl^(-)、Na^(+)(K^(+))离子含量增高。评价模式可为同类型场地评价提供参。 展开更多

关键词 水化学特征 内梅罗指数 综合指数 模糊评价

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硫酸钠溶液在降温结晶过程中的盐胀与冻胀 被引量：22

12

作者 李星星 王思敬 +2 位作者 肖锐铧 程东幸 严福章 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2069-2077,共9页

在降温过程中,硫酸钠溶液溶解度降低,硫酸钠结晶析出。当温度降低到一定温度时,除硫酸钠结晶外,溶液中的水也结晶析出。溶液在孔隙中的结晶是导致孔隙介质变形与破坏的主要原因。为探明孔隙介质中溶液结晶导致孔隙介质变形与破坏机理,... 在降温过程中,硫酸钠溶液溶解度降低,硫酸钠结晶析出。当温度降低到一定温度时,除硫酸钠结晶外,溶液中的水也结晶析出。溶液在孔隙中的结晶是导致孔隙介质变形与破坏的主要原因。为探明孔隙介质中溶液结晶导致孔隙介质变形与破坏机理,构建了Na_2SO_4+H_2O二元体系在降温结晶过程中的体积变化率计算方法。该方法依据Na_2SO_4+H_2O二元体系中各相态的平衡浓度计算各相态在不同温度下的含量,进而根据该温度条件下溶液及晶体体积计算体系的体积变化。计算结果与前人试验结果比较发现,计算方法能很好地预测Na_2SO_4+H_2O二元体系在平衡态转化过程中盐胀与冻胀量。此外,在降温冻结过程中,盐胀率远远小于冻胀率;当晶体为Na_2SO_4·7H_2O时,盐胀阶段的体积增长率较小,而冻胀阶段体积急剧增长。 展开更多

关键词 硫酸钠溶液 温度 结晶 盐胀 冻胀

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大埋深高地应力关山隧道围岩变形破坏分析 被引量：18

13

作者 梁宁 伍法权 +1 位作者 王云峰 包含 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S2期329-336,共8页

甘肃省关山隧道是一条受高地应力影响的大埋深硬脆性闪长岩铁路隧道,位于青藏高原东北缘,构造活跃,运动速率较大,且方向变化显著的六盘山挤压隆升构造区。在隧道开挖过程中围岩变形破坏现象明显,围岩等级低于前期岩体质量分级,表现出强... 甘肃省关山隧道是一条受高地应力影响的大埋深硬脆性闪长岩铁路隧道,位于青藏高原东北缘,构造活跃,运动速率较大,且方向变化显著的六盘山挤压隆升构造区。在隧道开挖过程中围岩变形破坏现象明显,围岩等级低于前期岩体质量分级,表现出强烈的岩体质量劣化和各向异性。针对该问题,除了采用矿物成分和微结构分析寻找原因,还通过现场结构面统计分析对围岩质量劣化和各向异性进行描述,同时运用自行研发的钻孔电视进一步分析开挖前后一定时间间隔内围岩的渐进式变形和破坏。钻孔电视试验结果表明,尽管闪长岩作为一种硬脆性岩体,单轴抗压强度(UCS)高于现场地应力值,但其变形和破坏却普遍发生,开挖过程中新生裂隙迅速发育,原先在高地应力下闭合的裂隙也会重新张开和发展,围岩劣化,稳定性降低。为了进一步分析围岩的变形破坏过程,设计了变压力大小和方向的单轴抗压试验,试验中闪长岩的单轴压力值低于单轴抗压强度,试验结果与钻孔电视试验观测结果吻合,证明了在开挖引起的地应力剧烈变化条件下硬脆性闪长岩结构劣化,存在变形破坏的可能性。在大埋深高地应力条件下,除了岩体的各向异性,地应力的变化也是硬脆性围岩稳定性的重要考量因素。 展开更多

关键词 深部硬脆岩体 变形破坏 高地应力 闪长岩

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金属矿山充填法开采引发地表突然塌陷机理分析 被引量：4

14

作者 郭捷 马凤山 +4 位作者 赵海军 卢蓉 丁阔 武拴军 王虎 《桂林理工大学学报》 CAS 北大核心 2017年第3期461-465,共5页

虽然充填采矿法适应性强,充填体对覆岩移动有较好的控制作用,但其上覆岩层的突变失稳仍然会发生。基于金川龙首矿西二采区覆岩失稳导致地表突然塌陷的实例,对此次事件的发生机理进行了初步分析。在对塌陷区进行调查及地表变形监测的基础... 虽然充填采矿法适应性强,充填体对覆岩移动有较好的控制作用,但其上覆岩层的突变失稳仍然会发生。基于金川龙首矿西二采区覆岩失稳导致地表突然塌陷的实例,对此次事件的发生机理进行了初步分析。在对塌陷区进行调查及地表变形监测的基础上,得出导致覆岩失稳的四大因素:F8断层、采动附加应力、采区特殊地质条件以及充填开采方式;对矿山上覆岩层的失稳过程进行了概化模型分析,事件发生的过程可分为3个阶段:压力拱模型阶段、断层滑移阶段、悬臂梁模型阶段。 展开更多

关键词 地表塌陷 覆岩失稳 压力拱 断层滑移 充填采矿法

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岩石Ⅰ型断裂韧度估算及其影响因素分析 被引量：14

15

作者 包含 伍法权 郗鹏程 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期604-612,共9页

岩石的I型断裂韧度K_(IC)与抗压强度σ_c之间存在相关性,可根据二者之间的经验关系通过σ_c估算岩石的K_(IC)值,但其估算结果会因测试方法和岩性的不同而有所差异。为了获得更合理准确的岩石K_(IC)估算值,在试验数据统计回归的基础上,... 岩石的I型断裂韧度K_(IC)与抗压强度σ_c之间存在相关性,可根据二者之间的经验关系通过σ_c估算岩石的K_(IC)值,但其估算结果会因测试方法和岩性的不同而有所差异。为了获得更合理准确的岩石K_(IC)估算值,在试验数据统计回归的基础上,建立了不同K_(IC)测试方法和岩性条件下的K_(IC)与σ_c经验关系,并分析了其差异和适用性。结果表明,4种K_(IC)推荐测试方法均可获得良好的K_(IC)与σ_c线性关系,但差异明显,建议使用"V"形切槽巴西圆盘(CCNBD)方法所得经验关系估算岩石的K_(IC)值;结果还表明,利用经验关系估算K_(IC)值的方法更适用于均质各向同性岩石。需要说明的是,估算方法并不能代替实验室测试,并且通过实验室测试建立经验关系是间接获取K_(IC)值的必要前提。 展开更多

关键词 Ⅰ型断裂韧度 经验关系 抗压强度 岩性

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基于统计本构关系的岩体弹性模量特征及影响因素分析 被引量：5

16

作者 包含 伍法权 郗鹏程 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2505-2512,2520,共9页

结构面是影响岩体弹性模量的主要因素。基于岩体结构面参数统计,结合岩体应变能推导出的节理岩体本构关系,能够真实地反映岩体弹性模量的弱化和各向异性。在此基础上,以吉图珲铁路隧道围岩为例,研究了岩体弹性模量特征及影响因素。结果... 结构面是影响岩体弹性模量的主要因素。基于岩体结构面参数统计,结合岩体应变能推导出的节理岩体本构关系,能够真实地反映岩体弹性模量的弱化和各向异性。在此基础上,以吉图珲铁路隧道围岩为例,研究了岩体弹性模量特征及影响因素。结果表明,该岩体弹性模量的弱化和各向异性程度随应力轴线与结构面法线的夹角而变化,并在夹角值为54.5°时达到最大;同时,岩体弹性模量的弱化与结构面内摩擦角和黏聚力成反相关,与结构面平均半径和密度呈正相关。当结构面半径超过3 m时,岩体弹性模量弱化趋于稳定。应力环境对弹性模量同样有影响,围压的增大,可使岩体弹性模量增大,同时减小了其各向异性和弱化的程度。当围压达到2.32 MPa时,各向异性及弱化现象消失。 展开更多

关键词 本构关系 岩体弹性模量 弱化 各向异性 影响因素

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致密储层压裂缝网渗透性变异的影响因素分析 被引量：2

17

作者 赵海军 马凤山 +1 位作者 刘港 冯雪磊 《桂林理工大学学报》 CAS 北大核心 2017年第3期531-535,共5页

页岩储层的渗透性是页岩气开发过程中的最为重要的指标之一。在页岩气储层压裂后的排采过程中,储层渗透性会随储层压力、孔隙压力等的降低而发生变化。本文从微观层次上对储层基质微纳孔隙收缩效应、气体滑脱效应对页岩储层渗透性影响... 页岩储层的渗透性是页岩气开发过程中的最为重要的指标之一。在页岩气储层压裂后的排采过程中,储层渗透性会随储层压力、孔隙压力等的降低而发生变化。本文从微观层次上对储层基质微纳孔隙收缩效应、气体滑脱效应对页岩储层渗透性影响的力学机制进行了分析,从宏观层次上分析了储层岩体蠕变、裂缝缝面闭合蠕变、储层衰减应力变化对压裂缝网渗透性影响的力学机制。结果表明:在压裂排采期,基质微纳孔隙页岩吸附气体解吸造成的基质收缩效应和气体滑脱效应会在一定程度上增大压裂储层的渗透率,但基质收缩效应对储层岩体渗透性的影响十分微弱,气体滑脱效应在低压条件下会增加储层岩体的渗透性。由于储层水力改造增加了岩体破碎程度,提高了岩体含水率,水力改造区内储层岩体长期蠕变会极大的压缩缝网空间,降低导流裂缝的渗透性。此外,与储层压力减小有关的裂缝壁面闭合蠕变、地层压实变形会致使水力裂隙开度和渗透性进一步降低。 展开更多

关键词 页岩气 水力压裂 裂缝网络 渗透率 有效应力 蠕变变形

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水压作用下岩体裂隙压剪起裂准则 被引量：2

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作者 刘红岩 周月智 +2 位作者 张光雄 薛雷 郑秀华 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期920-929,共10页

为深入研究裂隙闭合与非闭合2种情况下裂隙水导致岩体压剪断裂机理,建立相应的压剪起裂准则。首先,研究初始地应力及裂隙水压作用下的非闭合裂隙尖端应力强度因子及起裂准则,并讨论压剪系数和水压对裂隙压剪起裂应力的影响;其次,研究闭... 为深入研究裂隙闭合与非闭合2种情况下裂隙水导致岩体压剪断裂机理,建立相应的压剪起裂准则。首先,研究初始地应力及裂隙水压作用下的非闭合裂隙尖端应力强度因子及起裂准则,并讨论压剪系数和水压对裂隙压剪起裂应力的影响;其次,研究闭合裂隙压剪破坏机理,并讨论裂隙尖端相对临界尺寸和裂隙面摩擦因数对临界水压(裂隙起裂时的水压)的影响;最后,采用室内试验及现场测试结果对上述两类准则的合理性进行验证。研究结果表明:非闭合裂隙尖端应力强度因子KⅠ应为裂隙面上法向压应力引起的KⅠ(N)及平行于裂隙面的横向压应力引起的KⅠ(T)之和,且其起裂模式多为压剪起裂;基于周群力等提出的经验压剪断裂准则,提出相应的非闭合裂隙压剪起裂准则;随着压剪系数增加,起裂应力分别呈非线性增加;随着水压增加,起裂应力呈非线性减小。在水压作用下,闭合裂隙压剪起裂模式往往为拉伸起裂,且裂隙尖端的KⅠ≡0,由此提出了考虑裂隙尖端T应力的修正最大周向应力准则;随着裂隙尖端相对临界尺寸增加,临界水压呈线性减小;随着裂隙面摩擦因数增加,临界水压呈非线性增加。 展开更多

关键词 岩体 闭合裂隙 非闭合裂隙 压剪起裂准则 T应力 临界水压

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酸雨作用下碳酸盐岩类文物的溶蚀过程与机理 被引量：25

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作者 陈卫昌 李黎 +2 位作者 邵明申 梁行洲 AFOLAGBOY Lekan Olatayo 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2058-2067,共10页

通过模拟硫酸型酸雨加速侵蚀石灰岩的室内试验,监测了试验过程中试样的质量变化、Ca^(2+)释放量、酸雨pH值变化、计算了H^+消耗速率及试样的表面硬度变化率,对试样的微观结构进行了观察和测量,对比分析了酸雨的淋蚀作用和浸泡作用,根据... 通过模拟硫酸型酸雨加速侵蚀石灰岩的室内试验,监测了试验过程中试样的质量变化、Ca^(2+)释放量、酸雨pH值变化、计算了H^+消耗速率及试样的表面硬度变化率,对试样的微观结构进行了观察和测量,对比分析了酸雨的淋蚀作用和浸泡作用,根据试验结果讨论了酸雨溶蚀石灰岩的机理,并分析了孔隙特征对石灰岩溶蚀过程的影响。试验结果表明:酸雨的淋蚀作用会溶解石灰岩中的碳酸盐并剥离岩石表面,造成新鲜岩石继续与酸雨作用,加速了石灰岩的质量损失和Ca^(2+)的释放,同时试样的表面硬度和表层微观结构发生相应的改变,但是,溶蚀产物会部分填充石灰岩内的微孔隙和微裂隙,可以有效减缓小尺寸孔隙(<0.01μm)的破坏;孔隙特征对酸雨侵蚀石灰岩的过程有重要影响,孔隙率越高,酸雨越容易进入岩石内部并造成破坏;孔隙率一定的情况下,孔隙尺寸越大,酸雨作用的时间和程度会越充分,对石灰岩的破坏也越严重;在相同的试验条件下,试验选取的3种石灰岩中南响堂山石窟石灰岩的抗酸雨侵蚀能力最弱。 展开更多

关键词 碳酸盐岩 模拟酸雨 溶蚀机理

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三点弯曲条件下不同层理面强度对裂纹扩展过程的影响 被引量：8

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作者 韩伟歌 崔振东 +2 位作者 唐铁吾 张建勇 王燚钊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期3022-3030,共9页

煤矿、页岩气开采等工程均涉及到层状岩体力学问题,层状岩体的裂纹破裂模式直接决定了工程施工稳定性及能源高效开发利用。为了揭示层理面强度性质对裂纹扩展过程的影响,利用ABAQUS模拟软件,通过全局嵌入0厚度cohesive单元的方法,创建... 煤矿、页岩气开采等工程均涉及到层状岩体力学问题,层状岩体的裂纹破裂模式直接决定了工程施工稳定性及能源高效开发利用。为了揭示层理面强度性质对裂纹扩展过程的影响,利用ABAQUS模拟软件,通过全局嵌入0厚度cohesive单元的方法,创建了与最大主应力方向垂直的层理面,并且基于页岩XRD矿物成份分析结果,利用Python语言对软件进行二次开发,实现了页岩的层理各向异性与矿物颗粒非均质性。通过控制层理面的强度参数,研究了在三点弯曲条件下,层理面强度性质对裂纹扩展过程的影响。通过MATLAB编程处理模拟结果,实现了加载过程中的声发射(AE)模拟,根据声发射定位图和声发射能量数据,进一步分析了裂纹破裂类型及动态扩展过程。结果表明:层理面抑制了裂纹沿着最大主应力方向扩展,层理面强度越弱抑制效果越强;层理面强度较弱时,裂纹先从层理界面处起裂,产生顺层横向裂纹,阻隔应力波的传递,导致预制裂纹尖端应力场波及范围变小应力集中程度变强;层理面的存在导致裂纹扩展路径复杂,穿层破裂与顺层破裂交替出现,裂纹表现为断续位错式的破裂特征,层理面强度与最大主应力共同决定了裂纹路径;穿层破裂主要沿着最大主应力方向产生,表现为拉张破裂类型,顺层水平迁移裂纹表现为剪切破裂类型;层理面强度越弱,克服顺层破裂所需能量越大,峰值载荷越大;层理面强度与声发射事件数呈负相关性,层理面越弱声发射事件数越多,拉张、剪切破裂越多,顺层裂纹长度越长。 展开更多

关键词 ABAQUS 层理面强度 各向异性 破裂类型 MATLAB 声发射

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