層理
- 循環(huán)沖擊層理煤巖動力學行為及破壞規(guī)律研究*
構面，如微裂縫和層理，導致其力學性能復雜[12-14]。隨著開采深度的不斷深入，深部煤巖地層情況愈加復雜，相關資源的開采難度也與之俱增。因此，研究含層理角度煤巖的動態(tài)力學響應成為當前煤層氣高效開采的關鍵科學問題之一。眾多學者已對煤巖的力學性質進行了大量的研究。如Zhao 等[15]、Kong 等[16]、Hao 等[17]和Liu 等[18]研究了煤巖的靜態(tài)和動態(tài)力學行為，雖然前者已對煤巖的靜、動態(tài)力學的做了大量的研究工作，然而對含層理煤巖的研究仍比較少，
爆炸與沖擊 2023年4期2023-04-18
- 圍壓及層理角度對砂巖變形、強度、破壞模式及脆性影響
砂巖常具有顯著的層理結構。地下工程開挖過程中地應力方向與層理之間的角度差異會引起砂巖表現出各向異性的變形及破壞特征。因此,研究圍壓及層理角度對砂巖變形、強度、破壞模式及脆延性具有重要的工程意義。近年來,眾多國內外學者對層狀巖石的力學行為做了大量研究。Jaeger 等[1]根據結構面的抗剪強度和巖塊的抗剪強度的大小關系從理論上研究了層狀巖體的破壞方式和強度。層理角度會引起巖石強度、變形及破壞模式均存在各向異性。層理角度為0°或90°的層狀巖石峰值強度最高,而
金屬礦山 2023年2期2023-03-15
- 沖擊荷載下含層理介質動態(tài)裂紋擴展特性研究
對垂直和平行2種層理方向煤巖試件進行了巴西劈裂試驗，分析了抗拉強度與層理方向的關系.李超等[4]采用改進的動態(tài)版RFPA2D數值模擬軟件，對動載下節(jié)理巖體的動態(tài)破壞過程進行了模擬，重點討論了節(jié)理參數及應力波峰值對巖體動態(tài)破壞過程的影響規(guī)律.Wu等[5]通過現場試驗，分析了節(jié)理數量等參數對爆炸應力波傳播的影響.廖志毅等[6]通過數值模擬分析了節(jié)理巖體在刀具動態(tài)荷載作用下的損傷破裂過程，探討了節(jié)理間距和節(jié)理角度的影響.Cai等[7]研究了巖體中多組平行缺陷對應
工程科學學報 2023年5期2023-01-31
- 沖擊荷載作用下各向異性煤體中大孔結構變化規(guī)律研究
到沖擊荷載對不同層理方向煤樣的分形裂紋擴展速度及裂紋擴展路徑的分形維數都有顯著影響，其中，當層理角度為45°時，分形裂紋擴展速度為最大，且裂紋擴展路徑的分形維數也為最大。趙毅鑫等[17]采用SHPB沖擊試驗和數值模擬分析兩者相結合的方法，對結構異性煤體進行了動態(tài)斷裂試驗和數值分析，認為沖擊速度會對煤樣的平均裂紋擴展速度產生影響，沖擊速度越大，裂紋擴展速度越大，并且層理方向也會對裂紋的擴展路徑產生較大的影響，當層理方向為0°和90°時，煤樣的裂紋擴展路徑最為
煤炭科學技術 2022年11期2022-12-24
- 不同層理傾角與石英含量下頁巖破裂過程數值試驗研究
FPA2D對不同層理傾角且不同石英含量填充下的頁巖進行單軸壓縮數值試驗研究，并分析其破裂過程及聲發(fā)射演化特征。研究成果為我國黔北地區(qū)下寒武統牛蹄塘組頁巖儲層壓裂裂縫起裂機理提供可靠科學依據，同時對我國頁巖氣進一步高質量開采提供重要理論支撐。1 實驗方法在目前科學領域中，數值模擬實驗因其能夠有效驗證實驗結論被廣泛應用。RFPA2D是基于彈性損傷理論模擬巖石真實破裂過程的數值工具，其充分考慮巖石破裂過程中伴隨的非線性、非均勻性和各向異性等特點而提出的可用于分析
水利規(guī)劃與設計 2022年11期2022-12-08
- 緩傾層狀砂巖拉壓力學特性試驗研究
可預測不同圍壓和層理角度下的巖石強度；劉運思等[13]利用單弱面理論研究了板巖抗拉強度的各向異性特征，并結合巴西劈裂試驗進行了驗證；侯振坤等[14]從單軸壓縮試驗出發(fā)，研究了龍馬溪層狀頁巖的各向異性特征，將不同層理角度的頁巖破壞類型分成了3類：0°～15°時為豎向劈裂型張拉破壞；30°～60°時沿層理面剪切滑移破壞；75°～90°時穿切層理面剪切破壞；QIU等[15-17]分析了動態(tài)和靜態(tài)條件下層狀巖石的力學特性和破壞模式；CHO等[18]采用片麻巖、頁巖
鐵道科學與工程學報 2022年10期2022-11-30
- 單軸壓縮條件下含層理煤巖力學特性的細觀研究
，713500)層理作為一種沿垂直方向變化的地質結構面，廣泛分布于各類巖體中。在煤炭領域，含層理巖體會影響煤礦的開采安全。目前，有學者利用聲發(fā)射技術和瞬態(tài)壓力脈沖法等研究手段和方法，對含層理煤巖進行了研究[1]。雖然目前國內外學者對層理煤巖開展了一系列研究，但所研究煤巖層理大多為水平層理或垂直層理，且多集中于室內實驗，關于煤巖層理的多角度研究及細觀研究相對較少。劉偉[2]對層理巖體破壞機制進行了研究，通過一系列的直剪試驗，研究了層理面間距和層理面傾角對巖體
中南大學學報（自然科學版） 2022年10期2022-11-25
- 層理灰?guī)r抗拉力學參數各向異性及破裂特征分析
言巖體內部存在的層理、節(jié)理、裂隙等結構面導致了其具有明顯的各向異性[1]。同時試驗研究和工程實踐表明層狀巖體在荷載作用下的側向變形及破裂與張拉裂紋的累積和擴展密切相關，常常表現為拉破壞，嚴重危及到邊坡、基坑、洞室頂板、高位危巖體處置等工程的安全[2-4]，因此，開展巖體在受拉狀態(tài)下各向異性力學特性及破裂特征研究具有重要意義。巴西劈裂試驗是測試巖石抗拉強度的間接拉伸方法之一，國內外學者利用巴西劈裂試驗開展了一系列巖體抗拉各向異性的研究。劉運思等[5]結合單弱
人民長江 2022年7期2022-08-11
- 基于水-巖劣化作用下的砂巖壓縮試驗分析
學特性，定量分析層理砂巖在受到周期性水-巖循環(huán)作用后的力學參數的變化規(guī)律，研究結果具有重要的工程意義。2 試驗材料與方法2.1 試驗材料和儀器本文試驗所用試樣為某庫區(qū)庫岸邊坡層理狀(以平行狀和垂直狀為主)砂巖，經XRD衍射分析，該砂巖沙量高于50%，主要成份為石英、黑長石、云母等。本研究所需主要實驗儀器有巖石取芯機、巖芯切割機、巖石打磨儀以及巖石力學試驗系統。2.2 制樣與試驗操作為更貼近工程實際，選取某庫區(qū)巖體沉積面較明顯的消落帶作為選樣點，嚴格按照現行
水利技術監(jiān)督 2022年7期2022-07-11
- 單軸壓縮下頁巖類脆性材料細觀損傷演化的離散元分析
石的抗壓強度隨著層理角的增加而下降[1-3]。層理面對沉積巖力學行為影響的巴西圓盤試驗研究表明各向異性導致了復雜的斷裂力學行為[4，5]。單軸壓縮試驗和巴西試驗結合起來研究層狀巖石的力學行為,結果表明頁巖的單軸抗壓強度UCS、彈性模量和破壞模式受層理面影響顯著。衡帥等[8]總結了龍馬溪黑頁巖的四種典型破壞模式;Yang等[9]也總結了單軸壓縮條件下，巖石類脆性材料的四種典型破壞模式。此外，也有研究探討了頁巖各向異性對井壁斷裂的影響[10,11],結果顯示，
計算力學學報 2022年3期2022-07-04
- 考慮層理影響的威遠頁巖氣儲層壓裂裂縫高度預測模型及施工優(yōu)化方法
。該地區(qū)頁巖儲層層理發(fā)育,具有很強的非均質性及時空變異性,且地質狀況較為復雜,在多旋回地質構造演化過程中形成大量的斷層及褶皺[5-7]。因此,頁巖氣儲層改造過程中形成的人造裂縫變得難以預測,而現有的水力裂縫擴展模型無法精準描述水力裂縫在層狀儲層的垂向擴展規(guī)律。因此,有必要對層理頁巖水力裂縫垂向延伸機理展開研究,研發(fā)一套考慮頁巖層理的裂縫高度(簡稱縫高)預測模型。目前,國內外對層理頁巖中水力壓裂縫高預測開展了大量研究。其中,孫可明等[8]建立了三維層理頁巖儲
測井技術 2022年1期2022-04-23
- 層理面對水壓爆破應力波傳播規(guī)律的影響
弱巖層施工中，受層理面傾角影響表現出不同的變形特征。通過上述分析發(fā)現，目前對水壓爆破應力波傳播未考慮不同層理面特征對應力波的傳播規(guī)律影響，主要集中于微型節(jié)理傾角、節(jié)理寬度和初始應力場對巖體動態(tài)損傷特性的研究，忽略了層理面對水壓爆破應力波傳播的影響。筆者結合當前隧道工程中普遍存在層狀巖體的現狀以及水壓爆破的廣泛運用，對常規(guī)爆破和水壓爆破的爆破效果進行對比分析，并開展不同層理面位置和層理面介質對水壓爆破應力波傳播規(guī)律的影響機理研究，對層狀巖體爆破施工時的鉆孔設
工程爆破 2022年1期2022-04-01
- 不同層理頁巖常規(guī)三軸壓縮力學特性離散元模擬
[1-4]進行了層理頁巖常規(guī)力學實驗，分析了層理頁巖抗壓強度、破壞模式和波速的各項異性特征；熊健等[5-7]討論了高溫后及熱力耦合作用對頁巖物理力學特性的影響；何柏等[8]系統地分析了頁巖體積變形規(guī)律，得到了頁巖在壓縮應力作用下的4個變形階段；亓倩和朱維耀[9]通過建立兩種分布滲透率分布模型結合穩(wěn)態(tài)依次替換法，研究了頁巖氣儲層中不穩(wěn)定滲流壓力擾動的傳播規(guī)律；王輝等[10-12]對層狀頁巖開展了巴西劈裂試驗，分析了頁巖破壞模式、峰值強度與層理傾角的關系；Ya
工程科學學報 2022年3期2022-01-10
- 頁巖油儲層層理縫滲吸機制和滲吸模式
層構造縫不發(fā)育，層理縫發(fā)育，密度可達2.7條/m以上，嚴重制約了人工構造縫的延展；但層理縫作為頁巖油氣滲流的重要通道，具有易開啟、橫向延展廣的特點[8-11]。因此，如何合理利用層理縫來提高頁巖油的開發(fā)效率成為重要研究課題。通過電阻率法及巖心CT掃描實驗，探究層理縫中壓裂液是否可以通過滲吸置換儲層中的原油，并對比其與構造縫滲吸效率的差異，最終明確了在層理縫發(fā)育區(qū)，采用直井壓裂可充分利用構造縫滲吸置換原油并有效地開啟和制造層理縫，提高了層理縫中壓裂液滲吸置換
特種油氣藏 2021年5期2021-12-08
- 不同層理面角度在層狀巖體隧道圍巖變形中的響應特征研究*
斷增多，由于軟弱層理面破裂而導致的工程施工事故也日益凸顯。層狀復合巖體由于其富含層理面極易發(fā)生彎曲、拉伸及剪切破壞，對隧道圍巖穩(wěn)定性有重大影響。因此，揭示層狀巖體隧道圍巖層理變形破裂特征對隧道安全施工及穩(wěn)定運營具有重要意義。為保證層狀巖體工程的安全施工運營，國內外學者采用眾多手段開展了大量研究。已有學者從理論上推導了層狀巖體本構模型，為后續(xù)含層理物理模型試驗及數值模擬研究奠定了基礎(劉卡丁等， 2002； 張玉軍等， 2002； 韓昌瑞等， 2008)。室
工程地質學報 2021年5期2021-11-25
- 原煤受載破壞形式的層理效應研究
030000）層理是煤巖作為沉積巖類的主要構造標志，沉積過程的不同使煤的組分、顆粒大小、孔隙度等各不相同[1]。在煤層開采的過程中，會遇到不同層理方向的煤巖，如水平層理煤巖、垂直層理煤巖和斜層理煤巖等。層理角度對煤層內部的應力分布、滲透率等都有決定性的影響[2-3]。國內外學者就層理方向對煤巖的影響進行了大量的探討。田坤云、李度周等研究了加卸載過程中不同層理方向煤巖的滲透率演化規(guī)律，得出不同層理方向煤巖的最大滲透率比值為7.2∶1[4]；陳金剛、秦勇等研
煤礦安全 2021年11期2021-11-23
- 吉木薩爾凹陷蘆草溝組頁巖儲集層裂縫成因及耦合關系
系蘆草溝組紋層和層理較發(fā)育，生物化石豐富，泥巖干酪根含量較高，生烴能力較強。吉木薩爾凹陷蘆草溝組頁巖儲集層以致密砂質巖和致密白云質巖為主，孔隙度和滲透率均較泥巖高、較砂巖低[9-14]。蘆草溝組可以劃分為4 段，頁巖油主要分布在上甜點蘆二段和下甜點蘆一段。2 宏觀尺度裂縫成因及耦合關系野外露頭觀察是宏觀尺度研究裂縫的有效方法之一，選取準噶爾盆地南緣大龍口剖面、小龍口剖面和石長溝剖面進行觀察。研究區(qū)蘆草溝組存在3 組裂縫，其中，北東東—南西西向裂縫分布在凹陷
新疆石油地質 2021年5期2021-10-30
- 沖擊煤體各向異性特征與其波速關聯性分析
曉煉等[9]認為層理等結構弱面是影響煤巖體超聲波速的主要因素并提出煤樣波速的層理效應；王文冰[10]、HOLT等[11]、陳天宇等[12]對不同層理方向煤巖進行波速測試發(fā)現在平行層理和垂直層理兩個方向上波速存在明顯差異，指出隨層理延展與聲波傳播方向夾角增大，波速呈降低趨勢。密度是表征煤巖內部致密程度最基本參量，孟召平等[13]系統分析煤巖密度對超聲波速影響，采用函數擬合法建立二者定量關系；尤明慶等[14]、汪斌等[15]、衛(wèi)增杰[16]開展損傷煤巖力學特性
中國礦業(yè) 2021年10期2021-10-26
- 層狀千枚巖的斷裂特性
質[1-2]，受層理結構面的影響，其變形和強度具有明顯的各向異性特征，同時巖層內部還包含大量的構造裂隙。層狀巖體的各向異性特征以及巖層內構造裂隙引起的非連續(xù)性極易誘發(fā)巷道、隧道及硐室圍巖失穩(wěn)破裂，為構筑和安全使用地下工程結構帶來了極大的挑戰(zhàn)[3-5]。因此，研究層狀巖石的斷裂力學特性具有重要意義。目前，非層狀巖石的相關研究已經開展了大量工作，包括巖石的斷裂韌度[6-7]、斷口幾何形貌特征[8]、加載速率對斷裂特性的影響機制[9]、宏觀斷裂與巖樣細觀結構的關
高壓物理學報 2021年5期2021-10-20
- 不同角度層理煤樣的力學特征與其波速關聯性分析
]；徐曉煉等認為層理等結構弱面是影響煤巖體超聲波速的主要因素并提出煤樣波速的層理效應[9]；王文冰、HOLT、陳天宇等對不同層理方向煤巖進行波速測試發(fā)現平行層理和垂直層理2個方向上波速存在明顯差異，指出隨層理延展與聲波傳播方向夾角增大，波速呈降低趨勢[10-12]；密度是表征煤巖內部致密程度最基本參量，孟召平等系統分析煤巖密度對超聲波速影響，采用函數擬合法建立二者定量關系[13]；尤明慶、汪斌、衛(wèi)增杰等開展損傷煤巖力學特性與縱波速度關系研究，并進行煤巖單軸
西安科技大學學報 2021年4期2021-08-05
- 油頁巖熱膨脹影響因素及防膨脹措施研究
干酪根含量及樣品層理結構對油頁巖熱膨脹的影響，結果表明：熱膨脹隨干酪根含量的增長而增加；對各種等級壓縮載荷下，油頁巖不同層理方向的熱膨脹進行測量，結果表明增加壓縮載荷會降低最大熱膨脹量。孫可明等[6]發(fā)現油頁巖受熱時，隨溫度升高，油頁巖膨脹量不斷增大。溫度升高至熱解溫度之后，有機質熱解造成的體積膨脹產生膨脹力，會引起一次較大的熱膨脹。王越等[7]通過靜態(tài)熱機械分析法(TMA)對取自樺甸大城子礦的3塊油頁巖樣本進行熱膨脹性質研究。分別對其平行層理面和垂直層理
世界地質 2021年4期2021-06-06
- 原煤力學及滲流特性的層理效應研究
，導致煤巖在不同層理方向上的力學滲透特性有差異，因此本文針對不同層理方向對煤巖力學滲流特性及加載過程的聲發(fā)射特征進行研究,以期為煤層瓦斯抽采和防治煤與瓦斯突出提供一定的理論依據。1 試樣制備與實驗方案1.1 試樣制備本文實驗所用煤樣取自山西省陽泉市新景礦15#煤層，采樣時選取層理明顯的大塊煤樣。在實驗室中根據《煤和巖石物理力學性質測定方法第7部分：單軸抗壓強度測定及軟化系數計算方法》(GB/T 23561.7—2009)的規(guī)定，使用砂線切割機分別沿垂直層理
中國安全生產科學技術 2021年4期2021-05-12
- 層理地層基質與弱面坍塌失穩(wěn)規(guī)律分析
泥頁巖存在明顯的層理面，從宏觀上看，其力學和強度參數均具有明顯的各向異性，研究各向異性對鉆井井筒應力分布的影響極其重要。Amader 等[1-4]建立了各向異性地層井周應力分布解析模型，胡秀章等[5-8]利用有限元及數值方法分析了各向異性地層井周應力分布，曹文科等分析了巖石軟弱面產狀[9-15]、彈性參數各向異性、地應力類型對井周應力及井壁穩(wěn)定的影響，馬天壽等分析了含層理弱面地層破壞規(guī)律及水平井層理弱化對井壁坍塌壓力的影響[16-18]。但是，目前針對橫觀
西南石油大學學報(自然科學版) 2021年2期2021-04-28
- 煤儲集層起裂強度和損傷強度的各向異性特征
裂隙等結構弱面。層理為煤儲集層的第一弱結合面，而割理為煤儲集層中兩組互相垂直同時又垂直于層理面的天然開放式破裂系統，其中延伸較長的一組為面割理，與之垂直并終止于面割理的為端割理。根據以往學者的研究，煤儲集層這種獨特的裂縫系統會對煤儲集層的力學性能和滲透率產生重要的影響[19-20]，煤儲集層的各向異性評價尤為重要[21]。Ranjith等[22]研究了割理密度和方向對煤儲集層強度的影響。Zhang等[23]，Kossovich等[24]，Zhao等[25]
石油勘探與開發(fā) 2021年1期2021-04-27
- 層狀板巖動靜拉伸力學特性及破壞模式研究
壞模式隨加載率和層理面與加載方向不同夾角變化的規(guī)律研究。研究結果表明：隨著加載率的增加，不同層理角度下板巖動態(tài)拉伸強度均呈現非線性指數增長的趨勢；當層理角度為0°時，動態(tài)拉伸強度處于低強度區(qū)間，破壞形式為沿層理面拉伸破壞；當層理角度為15°，30°和45°時，動態(tài)拉伸強度處于中等強度區(qū)間，破壞形式為沿層理面剪切破壞和沿非層理面拉伸破壞；當層理角度為60°，75°和90°時，動態(tài)拉伸強度處于高強度區(qū)間，破壞形式為沿非層理面拉伸破壞。隨著加載率的提高，板巖強度
鐵道科學與工程學報 2020年11期2020-12-15
- 鄂西渝東地區(qū)泥頁巖力學特性層理結構效應研究
(黏土和云母)沿層理面排列以及宏觀大小的裂縫和斷層引起的[3]。地質力學分析依賴于巖石的彈性性質和強度特性，地質力學性能對頁巖油氣藏生產所需水力壓裂的設計和優(yōu)化具有重要意義。在巖石彈性力學行為研究中，各向異性經常被忽略，有必要進行一些實驗嘗試完善該領域的研究。Niandou等[4]認為頁巖失效行為很大程度上取決于受載方向和類型，其在失效時展現了較大的各向異性變形。在油氣開采中，盆地儲層的強度特性可以用來評估頁巖氣開采潛力。Cho等[5]著重于片麻巖、片巖等
西南科技大學學報 2020年4期2020-12-15
- 丘狀和似丘狀交錯層理成因機制研究進展*
0093丘狀交錯層理(HCS)是一種原生沉積構造，首先在地層記錄中發(fā)現(Campbell，1966)，后來才被正式命名(Harmsetal.，1975)，是指由一些大的寬緩波狀層系組成、外形上像隆起的圓丘狀、向四周緩慢傾斜的沉積構造(何幼斌和王文廣，2007)。雖然至今尚未在現代沉積環(huán)境中直接觀察到丘狀交錯層理，但是往往存在于淺海風暴沉積層中，在巖心中可根據低角度會聚紋層推測丘狀交錯層理的存在(Hunter and Clifton，1982)。在地層記錄中
古地理學報 2020年6期2020-12-07
- 層理性頁巖聲波各向異性校正方法研究
礦物和微裂縫外，層理也是導致頁巖各向異性的主要成因之一，尤其層理性頁巖，即便其基質和層理的各向異性較弱，層理性頁巖整體上仍表現出一定的各向異性，且各向異性程度與層理方向、層理密度相關[8-9]。頁巖聲波各向異性會導致同一頁巖地層沿不同測量方向表現出不同的聲學特性。為實現頁巖氣高效開采，大斜度井、水平井已成為頁巖氣勘探開發(fā)的主要井型[10-11]，而受頁巖各向異性的影響，在水平井、大斜度井和直井中，即便是同一頁巖地層，其聲波測井響應仍存在較大差異[12]，對
油氣藏評價與開發(fā) 2020年5期2020-09-25
- 層狀巖體中層理剛度對隧道圍巖變形的影響
易金舫摘要：層理作為巖體中的軟弱面，影響隧道圍巖穩(wěn)定性。為研究層理參數對隧道圍巖穩(wěn)定性的影響，文章基于有限元軟件MIDAS GTS，采用界面單元對層理進行模擬，通過調整界面單元的法向剛度以及切向剛度，以圍巖位移作為指標來衡量水平層理隧道圍巖穩(wěn)定性，結果表明：①隨著法向剛度的增加，隧道拱頂位移越來越小;②隨著切向剛度的增加，隧道拱頂位移越來越大。Abstract： As the weak surface in the rock mass， bedding a
價值工程 2020年23期2020-08-31
- 滲流應力作用下層理巖體穩(wěn)定性數值分析
結構面控制，然而層理是一種較為常見的結構面，當巖體中的層理面由于滲流有孔隙水壓力作用時，這一作用將會對巖體的強度產生一定影響[1]。在巖體系統中，存在大量的地下水作用，通過物理、化學和力學等作用改變巖體的內部結構，這些作用將會給巖體施加靜水壓力和動水壓力，這些滲流現象表現出巖體系統內的滲流場對應力場的影響作用[2]。因此，研究含層理巖體中滲流場對應力場之間的相互作用具有一定的理論意義。此外，在進行層理巖體的變形和穩(wěn)定分析時，對滲流影響的評估也非常重要，且存
水利科技與經濟 2020年7期2020-08-01
- 砂巖層理構造對力學特性影響分析
[8]對3個不同層理角度鹽巖進行了單軸壓縮蠕變特性試驗，并對蠕變破壞模式進行了研究。王強等[9]對隧道圍巖的流變效應進行了分析。范慶忠等[10]在分級加載條件下對紅砂巖的蠕變特性進行了單軸壓縮蠕變試驗研究，觀察和分析了蠕變條件下巖石的彈性模量和泊松比的變形效應。熊良宵等[11]對綠片巖進行了單軸壓縮蠕變試驗，對巖石瞬時應變、衰減蠕變持續(xù)時間和應變速率進行了分析。吳創(chuàng)周等[12]對層狀綠片巖試件進行單軸壓縮蠕變試驗，研究層狀巖石材料的各向異性蠕變規(guī)律。唐建新
鐵道標準設計 2020年4期2020-04-26
- 含層理面煤試樣的巴西圓盤劈裂實驗及數值模擬研究
京 100083層理是煤層的主要構造之一，按其形態(tài)可分為水平、波狀和傾斜層理等。通常由于宏觀煤巖成分、沿層理方向的組成成分以及所夾礦物成分的差異，使煤巖具有明顯的非均質性和各向異性，在不同應力作用下會呈現較明顯的“層理效應”[1]。隨著煤礦開采難度不斷加大，深入研究煤巖的“層理效應”，分析不同方向層理結構下的煤巖基本力學特性，對保障煤礦安全生產和預防礦井災害發(fā)生具有十分重要的意義。由于煤巖體本身含有不同形態(tài)的層理、節(jié)理及空隙等不連續(xù)弱面，這些內在的不連續(xù)面
礦業(yè)科學學報 2020年2期2020-04-07
- 層理特性對層狀巖體剪切力學特性的影響研究
塊極限抗壓強度受層理結構面控制。梁正召等[4]基于RFPA2D數值模擬軟件，用2種不同的巖石材料組成7種不同層理傾角的層狀巖石試件，提出對橫觀各向同性巖體破壞準則的研究必須考慮層理傾角的影響，針對不同的破壞方式應采用不同的破壞準則。何忠明等[5]通過室內試驗研究，分析層狀巖體的變形以及強度特征，得出90°傾角試樣的抗壓強度明顯大于0°傾角試樣。熊良宵等[6]以錦屏Ⅱ級水電站綠片巖和大理巖互層的層狀巖體為研究對象開展蠕變特性試驗，試驗表明當互層狀巖體中大理巖
水利與建筑工程學報 2020年1期2020-03-30
- 保德礦區(qū)煤體滲透率對層理夾角的響應規(guī)律試驗研究
因素及影響規(guī)律。層理、節(jié)理、應力、氣體壓力等均為影響煤體滲透率的重要因素，而且由于煤層賦存的非均勻性，煤體的滲透率呈現明顯的層理效應[1]。Gash 等發(fā)現不同方向含瓦斯煤滲透率差異較大，沿割理方向滲透率差異較小，而沿垂直層理面方位滲透率較小[2]；黃學滿進行了不同瓦斯壓力下的滲透率測定，發(fā)現考慮垂直與平行層理面方位下滲透率差異可達一個數量級[3]；姜婷婷等通過實驗發(fā)現影響煤體滲透率的主要因素是裂紋及裂縫的連通度，其次就是層理角度[4]；鄧博知等針對垂直于
煤礦安全 2020年2期2020-03-16
- 層理傾角對巖石抗剪強度參數影響的試驗研究*
冬, 3，吳朝松層理傾角對巖石抗剪強度參數影響的試驗研究*楊意德1, 2，賈淯斐1, 2，梁 冰1, 2，夏 冬1, 2, 3，吳朝松1, 2(1.華北理工大學 礦業(yè)工程學院，河北 唐山市 063210；2.河北省礦業(yè)開發(fā)與安全技術重點實驗室，河北 唐山市 063210；3.唐山市礦區(qū)生態(tài)恢復產業(yè)技術研究院，河北 唐山市 063210)為探究層理傾角對巖石抗剪強度參數與裂紋長度的影響規(guī)律，對層理傾角為0°，15°，30°，45°，60°，75°和90°的巖
采礦技術 2019年6期2019-12-23
- 潞安礦區(qū)煤層滲透率的各向異性特征實驗研究*
在著大量的裂隙和層理，在很大程度上影響煤層變形和瓦斯?jié)B流[1-2]。當開采煤層時，煤層中的裂隙和層理會發(fā)生改變，煤層中的應力重新分布，導致煤體變形，進而影響瓦斯的抽采[3-4]。在有關煤體層理裂隙對煤體變形和滲透率影響方面，相關學者進行了大量的研究。煤體在變形方面，在應力作用方向上，煤體的變形具有顯著的差異性，煤體的變形量沿應力作用方向呈現近似指數關系衰減的特征[5]，在改變軸壓加載變形破壞中，煤體變形可分為壓密、穩(wěn)定發(fā)展、非穩(wěn)定破裂發(fā)展和破裂后4個階段；
中國安全生產科學技術 2019年9期2019-10-16
- SHPB 沖擊作用下層狀千枚巖多尺度破壞機理研究*
學性質不同。由于層理弱面的存在，層狀巖石的特性與均質巖石顯著不同[1-2]。研究發(fā)現，隨加載方向與層理弱面的夾角變化，層狀巖石的力學性質表現出很大的差異[2-4]。Tien 等[5]通過自制的類巖石層狀材料，獲得了單軸與三軸壓縮下不同層理弱面巖石材料的四種破壞模式。Ma 等[6]總結了現有文獻中靜態(tài)條件下層狀巖石的巴西劈裂破壞模式，發(fā)現層狀巖石的間接拉伸試驗存在五種破壞形態(tài)，據此建立了不同破壞形態(tài)相對應的強度公式。目前對層狀巖石力學機制的探討大多局限于靜態(tài)
爆炸與沖擊 2019年8期2019-09-25
- 基于聲發(fā)射實驗層狀砂巖力學特性及破壞機理
工程之中，砂巖因層理面為軟弱結構面，其強度往往比完整巖塊的低。JAEGER[1]提出了單弱面理論，解釋了當層理角度β滿足β1＜β＜β2時(β1和β2均為層理角度，范圍為0°～90°)，巖體單軸壓縮強度比完整巖塊的低。此后，RAMAMURTHY等[2]通過大量試驗得出抗壓強度與層理角度分布的力學曲線為3 種，分別為U 型、波動型和釬肩型。黃春等[3]通過研究發(fā)現層狀巖體強度基本呈現U 型分布。劉運思等[4]結合單弱面理論研究了板巖劈裂拉伸強度分布規(guī)律，發(fā)現劈
中南大學學報（自然科學版） 2019年6期2019-07-20
- 層理對頁巖縱波特性的影響
廣闊［1-4］。層理面的存在影響頁巖的力學性質，進而影響頁巖氣井井眼軌跡設計和井壁穩(wěn)定［5-8］。聲波攜帶著大量的巖石物理、力學信息，廣泛應用于各類巖石的物理力學性質研究。研究層理面對頁巖聲波特性的影響有助于利用測井資料指導頁巖氣井安全鉆進。國內外學者針對頁巖的物理特性［9-11］、力學特性［12-13］、微觀特性［14-17］已開展了大量的研究，但對頁巖聲波特性研究較少。其中TOC含量、黏土礦物含量、含水飽和度、層理面等均對頁巖聲波特性有較大影響，已有研
巖性油氣藏 2019年3期2019-06-03
- 硬脆性頁巖斷裂韌性二維數值模擬研究
[6]開展切口與層理呈不同方位的圓柱形試樣三點彎曲試驗，研究頁巖斷裂韌性的各向異性特征，并揭示其斷裂機制的各向異性。Atkinson等[7]通過直縫巴西圓盤實驗法(SNBD)測量斷裂韌性，并給出了I型和II型斷裂韌性計算公式。崔振東等[8]采用人字形切槽巴西圓盤法(CCNBD)，研究泥質砂巖的斷裂力學特性，討論了該試樣類型的有效尺寸和斷裂機制。張盛等[9]分別以5種不同形狀的圓盤試件測定了大理巖斷裂韌度，提出了用每種圓盤確定斷裂韌度的公式。由此可見，室內測
復雜油氣藏 2019年1期2019-05-21
- 儲層非均質性和各向異性對水力壓裂裂紋擴展的影響
閉合的天然裂隙和層理，具有強非均質性和各向異性特征，頁巖氣儲層構造的復雜性一直是制約提高頁巖氣開采效率的關鍵因素[1-6]。為得出頁巖儲層水力壓裂裂紋擴展規(guī)律，國內外學者從理論分析[7-9]、相似材料實驗以及數值模擬[10-12]等多個方面研究了天然裂縫對水力壓裂裂縫的影響，并通過頁巖力學特性研究得出了頁巖的各向異性特征。然而，上述學者建立的非均質模型與儲層真實構造的對應性較差，未考慮仍具有強度的層理弱面對頁巖氣儲層裂紋擴展的影響。鑒于此，基于儲層真實斷面
特種油氣藏 2019年2期2019-05-13
- 層理效應對黑色頁巖抗拉強度影響及其能量分析
得頁巖具有明顯的層理結構特征，致使頁巖的抗拉強度受層理面的影響較大。目前，對于測量材料的抗拉強度方法有2種，分別為直接拉伸法和間接拉伸法。對于巖石材料，若采用直接拉伸法，在實驗過程中，很難保證拉應力通過中心軸，從而導致拉應力出現偏心情況。因此，對于巖石材料，國內外多采用間接拉伸法(即巴西圓盤劈裂試驗)來測量巖石材料的抗拉強度[1-4]。目前，國內外學者關于巖石的抗拉強度及其影響因素方面進行了大量的試驗和理論研究。C.S.Chen等人[5]研究了砂巖；B.D
高速鐵路技術 2019年2期2019-05-07
- 黃河下游與黃河三角洲現代非地震變形層理的研究
多成因的”。變形層理是軟沉積變形構造中的重要元素之一。有時候研究軟沉積變形構造多半主要集中在變形層理上，事實上，很多時候人們已把變形層理(包括褶皺)與軟沉積變形構造等同起來[4]。變形層理的研究還有許多問題懸而未決：一是這種構造難以精確描述、分類和進行成因解釋；二是這種構造有時難以與構造運動形成的構造區(qū)分開來；三是這種可以廣泛的分布在多種環(huán)境的多種巖性中，給研究成因帶來了多解性。變形層理多半被認為是地震成因的，所以多用來作為古地震存在的依據[5-6]。事實
沉積學報 2019年2期2019-04-19
- 頁巖層理結構對超聲波特性響應分析及應用
0 引言頁巖復雜層理結構會導致巖石的超聲波特性變得復雜，無法準確求取儲集層的力學參數。Josh等[1]通過分析頁巖氣區(qū)塊的相關資料發(fā)現，頁巖復雜層理結構導致聲波測井資料存在各向異性，Vernik等[2]、鄧繼新等[3]通過頁巖波速的各向異性也得到類似的結論。Horne等[4]利用偶極子聲波測井數據來判斷層狀頁巖彈性各向異性，估算出各向異性參數與鄰井預測值一致；張白紅等[5]測量了2種巖塊垂直和平行層理兩個方向的超聲波速，數據表明平行于層理面方向及其法線方向
石油勘探與開發(fā) 2019年1期2019-03-04
- 射孔水壓裂縫在層狀頁巖的擴展機制
。對于水壓裂縫與層理面相交后的擴展規(guī)律,Hanson、Anderson等[7-8]開展了層間界面性質對裂縫垂向擴展影響規(guī)律的試驗研究;衡帥等[9]研究了層理對頁巖水力裂縫擴展的影響及層理在頁巖網狀裂縫形成過程中的作用;夏彬偉等[10]研究了水壓裂縫遇斷層面后的擴展規(guī)律及影響因素,主要考察了逼近角度、水平主應力差、煤巖體彈性模量等因素;宋晨鵬等[11]對水壓裂縫遇煤巖交界面的破壞機制及壓裂裂縫擴展規(guī)律進行了研究。水壓裂縫在頁巖及層狀地層的擴展方面,李傳華等[
中國石油大學學報（自然科學版） 2018年2期2018-05-18
- 單軸壓縮下層狀巖體的各項異性研究
型的構造特征就是層理，層理也是結構面的一種，一般是巖體內的弱面。層理構造的存在，導致了巖體力學性能在與層理面不同夾角方向上表現出明顯的各向異性特征。因此，在層狀巖體上修建大壩、隧道、水庫等工程時，必須要考慮到其各向異性的特征?；趯訝顜r體在實際工程應用中的重要地位，有大量的學者對其進行過較深入的研究。包括冒海軍等［1］通過單軸、三軸壓縮試驗，采用單弱面理論研究了抗壓強度隨結構面傾角變化的規(guī)律。衡帥等［2］通過直剪試驗，分析了在層理面影響下的頁巖各向異性特征
水利與建筑工程學報 2018年1期2018-03-20
- 基于單軸加卸載試驗的千枚巖巖爆傾向性研究
83)為研究具有層理結構巖石的巖爆傾向性，以西鞍山鐵礦地區(qū)的層理千枚巖為研究對象，現場取樣并加工為標準試樣，使用剛性壓力機進行單軸加卸載壓縮試驗。對試驗結果進行分析，揭示了西鞍山鐵礦地區(qū)千枚巖的破壞特征，在室內巖石力學試驗的基礎上，結合線彈性能判據(PES)及彈性能量指數(WET)對不同層理角度下的巖石巖爆傾向性定量分析。結果表明：千枚巖強度在加載方向與層理夾角為0°、90°時最高，30°、45°時較低，60°最低，總體呈現出U型變化規(guī)律；千枚巖的彈性模量
中國礦業(yè) 2017年1期2017-02-08
- 東營凹陷北帶沉積體系特征研究
近物源沉積特征。層理以塊狀層理、平行層理、遞變層理、板狀交錯層理為主。沙四上亞段沉積時期，勝坨地區(qū)和民豐地區(qū)廣泛發(fā)育近岸水下扇-湖底扇沉積，利津西部地區(qū)發(fā)育扇三角洲沉積，扇體規(guī)模較大，橫向連片發(fā)育。關鍵詞：砂礫巖；沉積特征；扇三角洲；層理；沉積模式隨著勘探技術的不斷創(chuàng)新，勘探深度由中淺層油氣發(fā)展到深層油氣。東營凹陷北帶沙四段砂礫巖由于埋深較大、缺少相應的地質資料等問題，在沉積相類型、空間展布特征上存在較大爭議[1-5]。本文綜合應用巖心、地震、測井和錄井等
卷宗 2016年10期2017-01-21
- 板巖單軸壓縮各向異性力學特征
的各向異性，選用層理比較明顯的板巖進行單軸壓縮試驗，分析力學參數的變化規(guī)律。研究結果表明：層理是板巖力學參數、強度特性及破裂模式呈現各向異性的重要原因；板巖單軸抗壓強度和彈性模量均隨層理面傾角的增大呈“U”型變化趨勢，單軸抗壓強度的各向異性比為2.8，屬中級各向異性水平，試樣變形模量的各向異性參數比為1.7；巖樣整體泊松比隨層理面傾角的增加而增大，但不同試樣、相同位置的泊松比變化規(guī)律不同；巖樣不同傾角的層理面是出現不同破裂模式的重要原因，0°試樣形成貫穿層
中南大學學報（自然科學版） 2016年11期2016-12-22
- 頁巖力學性質各向異性初探
0075)對不同層理傾角頁巖進行單軸實驗獲得力學參數，研究頁巖的各向異性強度特征及變形各向異性特征。并利用離散元軟件PFC2D對含有層理的頁巖進行數值模擬，實現對頁巖力學參數的確定，從而研究含有不同角度單一層理和一組層理的頁巖抗壓強度各向異性。結果表明，隨著層理傾角增大，頁巖單軸抗壓強度先減小后增大，層理弱面效應明顯；單一層理模型抗壓強度曲線為“單肩型”，一組層理模型抗壓強度先緩慢減小，再急劇減小，然后急劇增大；含有層理的頁巖破壞形式主要表現為3種：一是端
非常規(guī)油氣 2016年5期2016-12-08
- 川東南地區(qū)龍馬溪組頁巖聲波特性研究
巖塊，采取沿平行層理和垂直層理方向鉆取巖芯，采用多頻率超聲波透射法系統地分析了龍馬溪組頁巖不同層理方向的巖石縱橫波速度和密度的關系。研究結果表明，川東南地區(qū)龍馬溪組頁巖的縱橫波速度呈顯著的線性正相關，且其相關性不受層理方向影響；沿平行層理方向的縱橫波速度明顯大于垂直層理方向的縱橫波速度；頁巖縱、橫波速度均與巖芯密度具有明顯線性正相關；沿平行層理方向頁巖縱、橫波速度與層理密度呈線性正相關，而沿垂直層理方向頁巖縱、橫波速度與層理密度呈線性負相關。頁巖；聲波；層
西部探礦工程 2016年2期2016-09-15
- 層理面細觀參數對層狀巖體強度特性影響的研究
曾亞武，張 森?層理面細觀參數對層狀巖體強度特性影響的研究夏磊，曾亞武，張森（武漢大學土木建筑工程學院，武漢430072）為了從細觀角度研究不同層理面的細觀參數對層狀巖體強度特性的影響，利用顆粒流建立數值模型，從細觀角度將層理面力學參數分為黏結強度、摩擦作用和咬合作用3個方面，通過開展不同層理傾角下層狀巖體單軸壓縮試驗的數值模擬，初步探討了層理面力學參數對層狀巖體強度的影響。結果表明：當層理黏結強度與基巖相差很大時，其影響可以忽略，而當其與基巖黏結強度比較
長江科學院院報 2016年7期2016-08-09
- 層理性頁巖水平井井壁穩(wěn)定性分析
馬天壽，陳平?層理性頁巖水平井井壁穩(wěn)定性分析馬天壽，陳平(西南石油大學油氣藏地質及開發(fā)工程國家重點實驗室，四川成都，610500)基于孔隙彈性力學和單結構面強度理論，建立層理性頁巖水平井井壁穩(wěn)定力學分析模型，分析層理面產狀(走向、傾角)、井眼軌跡(井眼方位)和層理面強度弱化對水平井井壁穩(wěn)定的影響。研究結果表明：頁巖層理面產狀和層理面強度弱化是導致水平井井壁坍塌失穩(wěn)的主要因素；層理面傾角為0°~30°時，沿著任何方位鉆水平井的井壁穩(wěn)定性都比較差，而層理面傾角
中南大學學報（自然科學版） 2015年4期2015-10-14
- 單軸壓縮下頁巖力學特性的各向異性試驗研究
積巖，具有明顯的層理結構特征，表現出明顯的各向異性特征，這些特征對水力壓裂優(yōu)化問題和井壁失穩(wěn)問題具有較大影響［1］。為了實現頁巖氣的高效開采，迫切需要開展頁巖的各向異性特征試驗，分析其不同傾角下的力學性質，這對解決頁巖氣開采過程中的水力壓裂問題和井壁失穩(wěn)問題具有很重要的實際工程意義。目前，國內外學者對頁巖的各向異性做了許多研究。J. C. Jaeger 等［2］通過對層狀巖體的彈性參數進行各向異性的試驗和理論分析，提出了橫貫各向同性巖體的理論準則。席道瑛等
金屬礦山 2015年12期2015-03-28
- 頁巖各向異性特征的試驗研究
一般較長，且地層層理發(fā)育，力學性質硬脆，部分還具有高陡傾角，這使井壁容易發(fā)生坍塌、漏失等嚴重的失穩(wěn)問題[5]。井壁失穩(wěn)不僅會影響鉆進時效，更重要的是會降低固井質量，影響壓裂作業(yè)的安全進行，由于目前對層理性頁巖地層的基礎理論和試驗研究還相對較薄弱，井壁失穩(wěn)很難得到解決。而國內外水平井壓裂現場施工中經常出現的破裂壓力高、裂縫壓不開等現象[6]表明，目前對水平井水力裂縫的起裂機制還沒有較深刻的認識。因此，根據我國頁巖氣藏儲層特點，深入開展與水力壓裂開采相關的巖石
巖土力學 2015年3期2015-02-15
- 永定河沉積特征研究
不同河段的粒度、層理及垂向層序3個方面，分析永定河的沉積特沉及其控制因素.1 永定河不同河段的沉積特征分析1.1 粒度分析了解永定河上、下游的粒度大小和粒度分布，可以進一步分析永定河沉積能量以及水動力條件，由此對比不同河段的沉積差異.永定河上游下葦甸區(qū)屬于永定河古河道，該處出露的地層以較粗的辮狀河沉積為主，可見大小迥異的鵝卵石，巖性豐富，有變質巖、沉積巖和巖漿巖.沉積剖面以礫石和砂質沉積為特征，巖性粗，砂泥比值高.泥質夾層較少，為典型的礫包砂形式.上游粗礫
地質與資源 2013年2期2013-05-08
- 層狀巖體雙軸壓縮變形試驗的數值分析研究
考慮了荷載方向與層理之間的幾何關系所造成的影響，對于有些層狀巖體，往往是由兩種巖石互層組成的，單位體積內各種巖石所占的含量均會影響層狀巖體的力學特性.其次，大部分研究者主要對單軸或者三軸受壓下層狀巖體的力學特性開展試驗或者數值分析，而在一些特定情況下隧道圍巖也有可能會處于雙軸受壓狀（σ1≥σ2，σ3＝0）［5］.目前，國內外也有些研究者針對雙軸受壓條件下巖石的力學特性開展了試驗和強度準則研究，張慶［6］對75 mm和100 mm石灰?guī)r立方體試件進行了雙向加
鄭州大學學報（工學版） 2012年5期2012-12-03
- 頁巖力學參數各向異性研究
在形成過程中具有層理、片理等特征，組成的礦物結晶顆粒具有不同大小以及不同的組合方式，造成頁巖中具有不同層次的結構構造和這些結構構造的定向排列，所以有機頁巖具有明顯的強度和彈性各向異性。如果將頁巖儲層巖石當做各向同性體來處理，是顯然不符合實際情況的。對于存在明顯層理的頁巖，在研究其力學性質時要考慮其各向異性［1－4］。層理性頁巖力學性質受巖石本體和結構面的力學性質共同控制，通過理論和實驗研究獲得頁巖巖石強度、彈性力學參數的各向異性特征，結合聲波各向異性分析結
天然氣工業(yè) 2012年12期2012-10-22
- 丘狀交錯層理的成因探討
034）丘狀交錯層理的成因探討賴志云（長江大學地球科學學院，湖北 荊州434023）賴偉慶（中國石油天然氣海外勘探開發(fā)公司科技管理部，北京100034）為探討丘狀交錯層理的成因，在室內通過渦流運動的試驗，發(fā)現在水盆中心區(qū)形成微微上凸、向四周緩緩傾斜的丘狀沉積體。因此，提出丘狀交錯層理成因的新觀點；同時，還應用圓周運動理論解釋了風暴巖沉積序列的形成機理。丘狀交錯層理；渦流；正常浪底；風暴浪底；圓周運動丘狀交錯層理一詞是哈姆斯（Harms）于1975年正式提出
石油天然氣學報 2010年5期2010-11-15