真三轴单面临空下煤岩组合体冲击破坏特征试验研究     

杨科  刘文杰  马衍坤  许日杰  池小楼 《岩土力学》2022,(1):15-27

煤岩复合承载结构所处的应力边界条件不同,冲击地压在巷道中的显现特征和前兆规律亦不相同。采用高频振动采集及孔内成像三轴动静载试验系统,开展了高静载和动静载耦合作用下煤岩组合体真三轴单面临空试验,分析了煤岩组合体界面处力学特征和强度条件,探究了不同应力边界下煤岩组合体的破坏形态、动力显现特征和声发射信号的演变规律。研究结果表明:(1)受煤岩变形相互制约的影响,交界面处砂岩强度被"弱化"。当界面处煤体裂隙尖端的应力大于"弱化"后砂岩强度时,裂隙将穿过煤岩界面发育至砂岩中,砂岩呈现出屈曲层裂、劈裂成板的破坏形态。(2)高静载作用下,煤岩组合体变形破坏特征和声发射信号具有明显的前兆规律,组合体发生承载失效前煤体局部颗粒弹射动能增大、弹射颗粒块度降低,声发射信号由"高频低能"向"高频高能"转变,组合体的破坏形态以剪切-张拉复合破坏为主。(3)受冲击动载影响,顶底板砂岩夹持作用减弱,煤体裂纹尖端应力得不到有效积聚,裂纹扩展到煤岩交界面时被阻隔,组合体以煤样的张拉破坏为主,声发射信号呈现出"高频高能"的特点,但大多集中在冲击破坏之后,导致组合体动力破坏难以预测。(4)与纯静载作用相比,虽然动静载耦合作...  相似文献   

基于扩展有限元分析的页岩水力压裂裂缝扩展规律探究          下载免费PDF全文

温继伟  项天  朱茂  胡萍  毛建设  荆羽慧 《探矿工程》2022,49(5):177-188

水力压裂是开采地下页岩气资源的有效技术手段,探究页岩水力压裂裂缝的扩展规律,可为页岩气的高效开采提供科学的指导依据。通过运用大型有限元软件ABAQUS中的扩展有限元模块,针对不同地应力差工况条件下均质页岩中初始裂缝的位置、方位角、数量和含层理页岩中层理的构造方向、内部倾角、岩性对水力裂缝扩展的影响进行探究。结果表明：对于垂向扩展的水力裂缝,水平主应力增大使裂缝更不易扩展,裂缝扩展长度减小、起裂压力增大;在注液体积流量相同时,向初始裂缝两端同时起裂所形成的水力裂缝长度大于仅向一侧起裂;当初始裂缝处于页岩中部且呈45°方向时,裂缝会向最大水平主应力方向偏转,且偏转程度随最大水平主应力的增大而增大;分时多簇压裂时,裂缝间的扩展会相互干扰,且会较大地影响裂缝扩展的形态和起裂压力,但对裂缝注液点裂缝宽度的影响较小;对于含水平和竖直构造层理的页岩,改变层理内部倾角,水力裂缝会出现不同程度偏转,且其偏转程度随着层理内部倾角的增大而减小;对于含45°方向构造层理的页岩,水力裂缝在层理分别为砂岩、煤岩和泥岩中的偏转程度依次增大,且裂缝偏移比随着最大水平主应力的增大而增大。  相似文献   

温度循环下压实粗粒盐渍土水盐迁移与变形响应     

陈伟志  张莎莎  李安洪 《岩土力学》2022,43(Z2):74-84

“一带一路”规划的高速铁路频繁穿梭于盐质荒漠区,沿线优质不含盐路基填料极其匮乏。为解决粗粒盐渍土填筑高速铁路路基面临的技术难题,结合伊朗德伊高铁建设,以现场粗粒盐渍土路基填料为对象,开展了温度循环下压实粗粒盐渍土水盐迁移与变形响应试验研究。结果表明,每次温度循环后温度波幅值由土层浅表向深层土体衰减传递,土体埋深越浅、恒温时间越长,温度波幅值越大;水盐均匀分布的压实粗粒盐渍土经历多次温度循环后逐渐演化成非均匀分布,水盐向土体表面迁移聚集,越靠近土体表面水盐增量越大;前5次温度循环中压实粗粒盐渍土产生了塑性盐胀或塑性融沉,随着温度循环次数增加,盐渍土塑性盐胀或塑性融沉显著减小甚至消失;盐渍土层上设置非盐渍土层具有迟滞盐分向上迁移和消能减胀作用,粗粒盐渍土构筑高速铁路路基宜采用结构分层技术,非盐渍土层设置厚度一般不宜小于当地温度辐射影响显著深度;粗粒盐渍土路基设计宜考虑多次温度循环后形成的水盐非均质分布及其可能诱发的盐胀与融沉增大效应,路基压实度不宜过高。研究成果将为盐渍土地区高速铁路路基工程建造起到示范参考作用。  相似文献   

节理裂隙发育岩溶地基数值模拟稳定性分析     

刘自强  马洪生  牟云娟 《中国岩溶》2022,41(1):100-110

基于Weibull分布的冻结砂岩损伤本构模型研究     

伊明  赵涛  马飞飞  王磊  袁超 《煤田地质与勘探》2022,50(8):116-124

冻结岩石的变形破坏特性是冻结法施工过程中的基础力学问题,在荷载作用下不同冻结温度岩石的力学特性和变形特征差异性较大,严重影响冻结壁的安全与稳定。因此,研究冻结岩石的损伤本构关系,对指导冻结法设计与施工具有重要意义。为分析荷载作用下冻结岩石变形破坏的全过程,采用Weibull分布描述岩石材料的非均质性,基于Drucker-Prager破坏准则,建立三轴应力状态下岩石损伤本构模型,结合冻结砂岩三轴压缩试验,重点分析本构关系中均质度系数m、平均强度F₀与冻结温度和围压的变化关系,对损伤本构方程进行修正,并基于此模型研究冻结砂岩的损伤演化规律。结果表明:在相同围压下,随着冻结温度的降低,砂岩峰值强度显著增大,峰值应变减小,压密阶段逐渐减弱,弹性变形阶段斜率增加,岩石脆性破坏特征明显。在相同冻结温度下,均质度系数m和平均强度F₀随围压升高无显著变化,而随着冻结温度的降低,m和F₀分别呈现指数增长和线性增长,说明随着冻结温度的降低,砂岩冻结越充分,内部自由水冻结成冰占比及冰体强度增长幅度越大,尤其在0~–10℃内提升效果显著,冻结作用提高了砂岩的均质性和平均强度。基于不同冻结温度砂岩的力学特性和变形规律,对不同冻结温度砂岩的损伤本构方程进行了修正。依据修正本构模型研究发现,损伤演化曲线能够很好地反映冻结砂岩压缩试验的压密、线弹性、屈服变形及应变软化各阶段的变形特征,验证了模型的合理性。研究结果为低温环境下岩石力学特性研究及地下冻结工程设计施工提供有益的参考。   相似文献   

湘南泥盆系碳酸盐岩区富锶饮用天然矿泉水成矿规律     

周鑫  王璨  郑鹏飞  姚腾飞  巫政卿  米茂生  覃佐辉  李杨 《中国岩溶》2022,41(2):197-209

湘南地区泥盆系碳酸盐岩分布广泛,文章在分析湖南省新田县新圩富锶饮用天然矿泉水形成的岩性、构造、水文地质条件、水文地球化学成因的基础上,通过探究影响锶富集的因素,揭示出泥盆系碳酸盐岩分布区富锶饮用天然矿泉水的成矿规律:泥盆系佘田桥组泥灰岩中锶的高丰度、相对封闭的地下水循环交替条件和弱的水动力条件是形成富锶饮用天然矿泉水的根本条件,循环深度和水温是锶富集的重要影响因素。湘南地区台盆相佘田桥组泥灰岩分布区是寻找富锶饮用天然矿泉水的首选靶区,特别是平缓的溶丘岗地地区的阻水断裂上盘以及靠近岩浆岩岩体和区域导热断裂附近是寻找富锶饮用天然矿泉水的有利地段。   相似文献   

深埋公路隧道溶洞处置效果分析与隧道结构响应规律研究     

崔炫  胡强 《中国岩溶》2022,41(1):34-46

巴基斯坦印度扇近海盆地油气地质条件分析     

刘金萍  王改云  简晓玲 《江苏地质》2022,46(4):351-357

南秦岭柞水银洞子—山阳桐木沟铅银锌矿带地处陕西柞山地区中部,位于中秦岭晚古生代弧前盆地的柞水—山阳矿集区内。该带东西长约71 km,南北宽1～7 km。对带内银洞子（铜）铅银菱铁矿床、黑沟铅锌菱铁矿床、桐木沟锌矿床、南沟（银）铅矿床和松林沟铅矿点的地质、矿体、蚀变、矿化规律进行总结,发现矿体均严格产于中-上泥盆统青石垭组,具有明显的时控、层控、岩控及后期热液改造成矿特征,属典型的海底热水喷流沉积-热液改造层控矿床,构成与晚古生代海底热水喷流沉积-热液改造作用有关的铅锌银成矿系列。建立以层控+热液改造为主控矿条件,以青石垭组热水沉积岩+断裂+化探异常+硫化物、重晶石、菱铁矿蚀变分带为组合的找矿模型,对柞山地区金属矿的找矿突破具有重要的指导意义。  相似文献   

都汶公路沿线崩塌滑坡灾害分布规律分析     

《四川地质学报》2022,(1)

2014年是汶川地震后的第6年,开展都汶公路沿线地质灾害调查,可以为地质灾害防治和合理建设规划提供参考数据。本研究利用外业调查,结合2014年地面分辨率0.5m的Pleiades卫星遥感影像解译,调查都汶公路沿线的崩塌滑坡地质灾害和承灾体数量及其空间分布,研究都汶公路沿线崩塌滑坡灾害的空间分布规律。结果表明,都汶公路沿线依然有大量崩塌滑坡发育,尤其是5·12汶川地震震中的牛圈沟附近、红椿沟上游物源区、华溪沟沟口等地区,地质灾害密集。从空间分布上看都汶公路沿线的崩塌滑坡灾害与地貌、5·12地震裂度、岩性、距离断裂带的距离、距离水系的距离、年降雨量都有一定的相关关系。  相似文献   

云南省墨江金厂外围马伏洞地区金镍矿成矿规律及找矿方向探讨     

《四川地质学报》2022,(Z1)

马伏洞地区位于云南省最重要的金成矿带-哀牢山成矿带上,地处墨江金厂大型金矿床北端。本文从该区构造岩石地层特征、构造扩容空间与金镍矿赋存空间关系及地球化学特征探讨金镍矿的成矿规律,提出墨江金厂外围马伏洞地区找矿远景及找矿方向。  相似文献