岩盐流变特性与卸荷损伤本构关系研究

蠕变损伤是岩盐的主要的破坏形式之一,为此对长山盐矿和乔后盐矿进行了蠕变试验研究,通过试验结果分析得出岩盐蠕变模型。对两种岩盐试件在裂纹的产生、发展直至破坏过程中产生的差别进行了分析,其产生差别的原因主要是岩盐晶粒结晶过程中受地质、环境等因素的影响,使得晶粒内部存在着大量的缺陷,晶粒之间的交界面板不规则,这时位错在这些晶体内占有重要地位,位错就控制了该晶粒的力学性质;其次是两种岩盐中NaCl的含量、晶粒大小、晶粒之间的胶结不同,造成两种岩样在蠕变过程中表现的现象不同．其岩盐力肇性质也有差异。     

岩盐流变特性与工程应用研究

流变是岩盐类软岩的一种常见力学行为,其蠕变损伤破坏是岩盐的主要破坏形式之一.为此对四川盆地自流井构造大山铺、万家桥、大坟堡三种岩盐进行了蠕变试验研究.同时分析了两种岩盐蠕变损伤差异的原因,得出了两种岩盐蠕变损伤破坏形式为张性拉裂破坏,在大安制盐有限公司的大坟堡岩盐矿体提捞式淡水溶盐采卤和大山铺岩盐矿的高压注水采卤过程中均得到同一结果.     

干湿循环作用下岩石力学性质的实验研究

为了模拟风化作用对岩石力学特性的影响.利用MTS815岩石力学测试系统,实验研究了岩石在干湿循环条件下的变形与力学特性,得出:岩石应力应变全过程曲线可分为四个阶段:即初始压密阶段、弹性阶段、应变硬化阶段、应变软化阶段;随干湿循环次数的增加,试件的变形增大;干湿循环作用下,岩石的单轴抗压强度、弹性模量、E50模量减小,且与干湿循环次数呈对数函数关系.研究成果为岩石工程设计与保护具有重要的理论和工程实际意义.     

比德煤矿地应力场测试及分布规律

根据应力解除法的基本原理,采用KX-81型空心包体应变计、完全温度补偿和智能化、数字化应变仪等技术,测试了比德煤矿的原岩应力,其结果表明:矿区原岩受到岩体自重应力和构造应力的共同作用,最大主应力σ1和最小主应力σ3为水平方向,中间主应力σ2为铅垂方向,并约等于上覆岩层的自重应力,且3个主应力大小与埋深呈线性关系。根椐地应力测试结果,分析了矿井巷道布置与地应力的关系,得到巷道受力的边界条件,为深入研究巷道稳定性与支护设计提供了科学的理论依据。     

巷道岩体蠕变断裂失稳区预测研究

地下巷道岩体具有一面临空,围岩的应力由原来的三向应力状态变为二向应力状态,在次生应力的作用下围岩会产生蠕变,其随时间的增长巷道将发生严重的收缩变形破坏,即蠕变断裂破坏。以白皎煤矿地质资料为背景,利用3D–σ有限元软件建立了巷道的三维结构模型,巷道采用正台阶式开挖,应用工程岩体蠕变断裂失稳两步计算法,分析了巷道岩体在动态施工过程中产生蠕变断裂形成塑性区域的演化特征,研究成果可为巷道支护设计提供理论依据。     

砂岩蠕变特性及蠕变力学模型研究

应力水平对岩石蠕变特性有很大的影响。通过对砂岩单轴蠕变试验研究表明:当加载应力远小于屈服应力时,应变速率持续衰减最终保持恒定,只产生蠕变的第1,2阶段,试件不会破坏,属于稳定型蠕变;当加载应力大于或小于但接近于屈服应力时,应变速率先衰减后加速增长,蠕变的3个阶段都产生了,在蠕变第3阶段产生了轴向方向的3条裂纹,最终裂纹扩展贯通而破坏,破坏形式为张性拉裂破坏,属于非稳定型蠕变。实验说明,屈服应力是岩石产生极非稳定型蠕变的一个临界值。根据加载应力水平产生的蠕变差异,建立了砂岩的经验本构模型和蠕变力学模型,为岩体工程建设提供借鉴与参考。     

芙蓉煤矿煤与瓦斯突出指标临界值分析

通过对芙蓉煤矿下平硐B3 4煤层中央盘区的瓦斯压力P、煤层透气性系数λ0、煤的普氏系数，和1m钻孔体积内的煤粉重量S1测试，采用理论分析得出钻孔瓦斯解吸指标K1、钻孔瓦斯涌出初速度q、钻屑量S的临界值。根据现场检验结果表明采用理论方法确定的临界值能有效地判断突出危险性。     

突出煤体单轴压缩和蠕变状态下的声发射对比试验

采用MTS815液压伺服岩石试验系统和DISP-2声发射监测系统，对突出煤体和砂岩进行单轴压缩全应力-应变和分级加载蠕变状态下的声发射试验.研究结果表明,由于试样初始损伤程度的差异，单轴压缩作用下煤样的声发射现象贯穿整个试验过程，而砂岩在弹性阶段声发射信号较少.分级加载蠕变试验过程中，前3级应力水平处于典型的第1，2蠕变阶段，期间声发射振铃事件比快速递减，其均值和递减时间随应力水平升高而增加.声发射累计振铃数变化曲线能较好地体现原煤试样蠕变特性的变化趋势.第4级荷载水平时，前期声发射曲线基本保持稳定，但数值明显高于前3个应力水平.在破坏前的极短时间内，声发射曲线急剧上升，预示试样即将完全破坏.     

煤储层瓦斯激励开采技术及其适应性

由于煤储层瓦斯特性、流动机理等与常规天然气藏有很大的差异，形成了有效的造穴，水力压裂，注气和物理场激励等四种煤储层瓦斯激励开采技术。造穴技术适应于内生裂隙发育的中变质阶段煤；水力压裂适用于相对坚硬的裂缝性煤储层；CO2注气开采，效果明显，但气源和经济性使其应用范围十分有限；外加交变磁场、声场等物理场激励促进煤层瓦斯解吸、流动，还需要大量的室内和室外研究工作。     

芙蓉煤矿下平硐煤与瓦斯突出区域的预测

分析了地质构造、煤的埋藏深度、煤的变质程度、煤与围岩的透气性等主要因素对芙蓉煤矿下水平开采煤与瓦斯突出的影响,通过对下水平B3+4煤层煤与瓦斯突出参数测试,应用区域预测方法分析了下水平开采B3+4煤层区域突出的可能性。