射流作用下岩石局部渗流压力分布的研究

高压射流辅助破岩在油气井钻井工程中得到广泛应用，其破岩机理还很不明了。本文提出了射流作用下岩石局部范围具有较高渗流压力的思想，并认为该渗流压力大小对射流破岩有重要影响，建立了该渗流压力的计算模型。通过在地面条件下，射流作用于湿砂岩体的多因素数值计算与分析得出：射流的喷射速度大，岩石局部范围内的渗流压力也较大；计算平面的深度位置增加，岩石渗流压力明显减小；压力波（纵波）在岩体中的传播速度变化，对岩石局部范围内的渗流压力影响不大的规律，这对认识岩石在射流作用下的破碎机理有重要意义。     

射流作用下吸气流场速度分布计算的研究

本文在分析二维射流作用下吸气流动特性的基础上,应用流体力学和复变函数的基本理论和方法。导出射流作用下吸气流场速度分布的分析解。计算结果与实测值吻合较好。     

射流应力波对岩石材料的破坏作用的研究

射流对于岩石有多种破坏作用,应力波是其中主要作用之一.重点从射流动力特性的角度对应力波使岩石受到射流作用而发生破坏的机理及破坏的强度进行研究,并最终给出了量化的结果;同时介绍了河南油田进行的现场试验,充分验证了应力波对岩石打击距离的理论计算结果,为射流在油田开采过程中油井增产的应用提供了理论依据.     

变形与渗流相互影响的岩石力学问题

在煤炭开采过程中,有不少岩石变形与岩石内渗流流动相互影响、相互作用的岩石力学问题。如矿井中瓦斯突出和底鼓突水,就是在开采过程中煤(岩)变形引起煤(岩)渗透性能的改变,使煤(岩)体内流体在连通的空隙(包括孔隙、裂隙和孔洞等)中流     

膨胀压力作用下岩石和混凝土的劈裂机理

本文研究了一种缓慢递增的膨胀压力(由SCA-2型膨胀剂水化产生的)在不同脆性固体介质(包括混凝土材料)钻孔中产生的劈裂强度、膨胀力的模拟实验.得出膨胀力取决于限制膨胀的固体介质的弹性模量的结论.导出了自由面效应和爆破钻孔间距的计算公式。同时分析和探讨了劈裂机理.     

温度压力耦合作用下的岩石屈服破坏研究

以深部开采为背景,讨论了温度和压力对深部岩石变形和破坏规律的影响。将岩石的屈服破坏过程视为能量释放和能量耗散的过程,根据最小耗能原理导出了温度和压力耦合作用下的深部岩石屈服破坏准则。该准则具有明确的物理意义,即当岩石的塑性耗散能及温度梯度引起热传导的耗散能累积耗散到一定程度时,岩石就会发生破坏失稳。     

岩石损伤过程中的渗流特性

目前人们对岩石损伤后渗透性变化定性、定量方面的认识都存在不足,通过分析中国大量岩石全应力应变过程渗透性试验的成果,总结出目前岩石破损过程渗透性变化的4种类型.分析了岩石孔隙、裂隙、岩性等因素对于形成4种不同渗透性变化类型的影响,以及围压对渗透性发展演化的作用.峰值前一般渗透性随围压增加而减小,但峰后比较复杂,值得继续研...     

岩石边坡地震作用近似计算方法

岩石边坡稳定性分析中如何合理地考虑地震作用是有关工程技术人员非常关心的问题。在大量有限元动力计算的基础上，分析总结了岩石边坡地震动力系数的分布规律，提出了一个简便易行，又能在一定程度上合理体现岩石边坡地震动力响应特征的岩石边坡地震作用近似计算方法。     

岩石渗流应力耦合特性研究

综合起来,已有岩石渗流应力耦合特性的研究方法有3种:(1)直接通过渗流应力耦合试验得到渗透系数与应力、应变关系的经验公式;(2)根据已有的耦合试验研究的成果设定耦合特性关系式的函数形式,采用力学方法推导函数式中变量的表达式,确定耦合特性关系式;(3)以各类模拟渗透现象的物理模型为基础,利用力学工具建立耦合关系式。根据这3种研究方法对研究成果进行划分,作了较系统的归纳和介绍,对各类成果的合理性及应用情况进行了评述。最后展望了岩石渗流应力耦合特性方面的研究前景和发展方向。     

含裂隙岩石渗流力学特性研究

岩体中裂隙的存在严重影响着岩体的渗流特性。为了解不同载荷作用对含裂隙岩体渗流性能的影响规律,利用高精度渗流应力耦合三轴试验系统,对含裂隙砂岩和粉砂岩加载及卸载作用下的渗流特性进行试验研究。试验结果表明:(1)加载试验过程中,随着载荷的增大,试样裂隙隙宽逐渐减小,渗透率随之逐渐减小,渗透率与有效围压呈负指数关系;(2)卸载过程中,随着载荷的减小,岩石渗透率逐渐回升,但回升路径明显低于原始路径,路径不重合表明试样中裂隙的变形具有塑性变形的特征。根据试验结果,建立渗透率与有效围压的关系式,并确定关系式中的待定参数。在试验及理论研究的基础上,通过数值模拟分析试样裂隙面渗透率及渗流速度的变化规律。     

基于高压水射流破岩的岩石损伤破坏效应研究

由于高压水射流破岩的影响因素繁多和作用机理的复杂,运用动态非线性有限元法,进行高压射流的数值试验,分析破岩过程中应力及破岩深度变化,以破岩过程中诸如射流速度、射流直径、射流入射角度、射流束数等控制参数为研究方向,基于ANSYA/LS-DYNA进行不同井深条件岩石破坏的显示动力有限元分析。结果表明,进行高压水射流破岩时选取不同射流控制参数所实现的射流效率明显不同,射流速度和射流直径的增大都会增加破岩的深度;射流垂直入射时,破岩效果最好;射流束数和破岩深度成反比。以本文研究结果指导实际现场操作,可以有效提高破岩效率。     

露天煤矿边坡岩体渗流特性及水压控制方案的研究

本文从裂隙岩体渗流理论出发,以某露天煤矿边坡岩体现场节理裂隙调查及水压动态资料为基础,建立边坡岩体渗流模型,分析评价水压动态与疏干工程施工过程及边坡稳定性的关系,并提出了有实际意义的水压控制方案。     

建筑边坡岩石压力计算的研究

本文研究了岩石建筑边坡的岩石压力的计算方法及其计算参数的选用。提出了岩石边坡的破坏模式．计算公式,抗剪强度的标准值与设计值,各类岩石边坡所需支护参数．为城市建筑边坡的设计提供参考。     

圆形隧道衬砌围岩变形压力的时间效应

本文通过理论分析和模型实验研究了圆形隧道衬砌上的围岩变形压力的时间效应。研究结果表明:作用在隧道衬砌上的围岩变形压力的大小及其分布形式都具有明显的时间效应;在选择设置衬砌的时间时,建议考虑围岩材料的蠕变主时间;围岩内粘塑性流动区随时间的扩展,将导致围岩变形压力随时间增加。另外,还讨论了衬砌上围岩变形压力的分布形式随时间的变化。     

用隧道周边位移反分析围岩压力的解析研究

针对圆弧拱形轮廓隧道,通过假定围岩变形后仍为圆弧形状和拱脚位移约束,利用结构力学分析原理推导出隧道拱顶竖向位移与围岩压力及分布范围的解析关系式,可以通过量测的隧道周边拱顶竖向位移估算围岩压力大小和分布范围,为隧道支护参数的确定提供依据.     

围压下掘进机多滚刀顺次破岩机理数值模拟研究

基于统计力学与细观损伤数值模型,运用RFPA^2D建立三把滚刀顺次侵入岩石的计算模型,并展开系列数值试验,模拟了岩石在不同围压、不同加刀次序下裂纹萌生、扩展以及破碎的全过程,并从能量的角度出发对刀间距的优化问题展开了探讨。研究结果表明,滚刀相位角的存在对岩石的破碎模式和破碎效率有着重要的影响;滚刀顺次加刀优于同时加刀;围压增大,裂纹向深部扩展能力降低。相同围压下顺次加载时存在最优刀间距。同时加载时,随着围压的增加,最优刀间距逐渐增加。研究结果可为地下工程岩石破碎理论与隧道掘进机刀盘布置提供依据。     

洞室围岩压力预测的研究

利用人工神经网络技术,建立了围岩压力预测的BP神经网络模型,并以数值模拟的计算结果作为实测固岩压力的控制指标,采用围岩压力的实测数据对网络进行了训练,最后以此训练好的BP神经网络对围岩压力进行了预测.通过与非线性预测对比表明,该人工神经网络模型具有较高的预测精度,为预测围岩压力提供了一种新的方法.     

基于SHPB试验的岩石动态力学响应分析

采用分离式霍普金森压杆试验系统对砂岩进行冲击压缩试验,得到了砂岩的动态冲击压缩应力-应变曲线,研究了砂岩在冲击荷载作用下的动态力学响应,分析了砂岩的动态抗压强度、峰值应变及冲击破碎后的粒径分布等随应变率的变化规律。试验结果表明:在冲击荷载作用下,应变率对砂岩的力学行为有很大的影响,随着应变率的升高,砂岩的动态抗压强度及峰值应变均有较大程度的提高,表现出明显的应变率效应;砂岩破坏后的粒径分布呈现渐进性变化,大体分为三种类型,对岩石试件破坏后的粒径和块度分布进行研究能很好的表征试件破坏后的状况。     

在高压下精确流量取样测定新方法

本文介绍一种在高压下不影响循环流量的精确流量取样测定的新方法。它用于高温水或高压蒸汽的凝水的流量精密测定的实验或检测中,本系统是用于高温水(高压蒸汽)的国际标准(ISO)的散热器试验台。是这类高精度取样测量流量的一种最新的方式。     

超深立井围岩压力测试与分析

以两立井围岩压力的长期监测为工程背景,介绍了超深立井全方位监测系统的测点优化布置方法:通过大量的测试数据分析,提出了超深立井围岩压力分布规律的量化参数和经验公式,给出了任意荷载作用下的井壁应力函数,构成了由实测围岩压力推出井壁应力的系统公式。给出了井筒开挖端位移释放函数,为井筒临时支护设计提供了依据;提出由实测立井围岩压力反算原岩应力的模型,拓宽实测数据的应用范围。