煤体的渗透性与裂隙分维的关系

通过研究煤体的渗透性与裂隙的分型规律，揭示了煤体的裂隙发育程度与分形维数的关系，得出煤体渗透性与裂隙分维关系式及煤体渗透性随体积应力、水压、分形锥数、强度的定量变化规律，对工程实际具有重要的指导意义。     

低渗透地下环境中水-岩作用的渗流模型研究

地下水渗流过程是水(流动)-岩(变形)相互作用的结果，研究水-岩相互作用对于环境问题及工程应用有着重要的意义。基于流-固耦合力学理论，建立了低渗透地下环境中，水-岩相互作用的三维耦合数学模型，并采用分离变量法对一维模型进行了解析求解：通过算例分析，验证了模型的可靠性。所建模型及求解方法在实际工程问题及环境问题中具有重要的理论意义和指导意义。     

岩石渗透试验瞬态法的水动力学分析

压力脉冲瞬态法是一种专门进行岩石渗透率测试的新方法。对多孔介质渗流的水动力学分析表明,在岩石渗透试验的瞬态法中,水流动量方程可以不考虑流速的变化率。对于致密岩石,出现高速非Darcy流的特征不显著,在一般条件下Darcy定律仍然有效。给出压力脉冲瞬态法的物理模型和数学模型,采用等梯度假设简化连续性方程,针对上下游压力容器的不同控制条件,推导各种情况下压力测试曲线的解译公式。这些解译公式为分析不同控制方式下的试验过程和计算岩石渗透率提供了方便。实例表明,基于等梯度假设的解译公式对压力脉冲瞬态法所产生的渗透率测试曲线基本适用。     

岩体应力与渗流的耦合及其工程应用

岩体中应力与渗流的耦合对于工程应用十分重要。应用孔隙弹性力学理论，研究裂隙岩体与多孔介质岩体的应力变化引起的渗透性变化。推导出应力与渗透系数的关系式，得出由于多孔介质含水层疏水及应力变化造成的地表下沉计算公式。基于孔隙弹性理论，开发用于耦合应力与渗流的有限元计算软件。采用有限元方法耦合应力与渗流的关系，模拟不同采宽条件下采煤工作面的采动影响特征，得出工作面围岩渗透性变化、覆岩破坏高度、地表下沉与工作面几何参数的关系，这对于类似条件下的煤矿开采与设计有指导意义。     

膨润土中饱和渗透系数的计算

 当土工合成黏土衬垫用作垃圾填埋场衬垫时，渗滤液可能对其渗透性能产生重要的影响。为克服渗透试验可重复性差和试验时间长等缺点，从微观角度对土工合成黏土衬垫的饱和渗透系数进行研究。首先，以现有的膨润土微观结构的研究成果为基础，结合SEM方法对膨润土微观结构的分析结果，得出粒内孔隙比随CaCl2溶液浓度的变化规律。然后，将膨润土看作双重孔隙介质，推导出粒间孔隙内凝胶态蒙脱石矿物层间距离的计算公式。最后，根据Poiseuille定律，得到能够考虑CaCl2溶液浓度和孔隙比变化的膨润土饱和渗透系数的改进计算方法，并通过计算渗透系数与实测值的比较验证了这种渗透系数计算方法的有效性。结果表明，膨润土饱和渗透系数的变化是由表观孔隙率和凝胶体蒙脱石层间距离的共同作用引起的。     

循环冷冲击作用下煤的渗透性变化规律试验研究

为了研究循环冷冲击处理对煤体增透作用的影响,利用SLX-80型高低温处理系统对原煤煤样进行多次循环冷冲击处理,并利用电子天平和三轴瓦斯渗流实验系统分别测定了煤样冷冲击处理前后的质量变化和渗透率增加幅度,对比分析了冷冲击处理前后煤样表面的裂纹分布情况。试验研究结果表明,循环冷冲击处理所产生的热应力超过煤体抗拉强度时会在煤体内部形成新的裂缝,增加原始裂缝的有效宽度,从而提高了煤体内部裂缝连通的有效性,有效改善了煤体渗透性;循环冷冲击处理后煤体渗透率的平均增幅为16%～215%,煤体渗透率增幅大小与处理后的裂纹增加数量及其连通性紧密相关;煤岩材料的非均质性、外部应力载荷及“负损伤”效应的影响使得循环冷冲击处理后的煤体渗透率增幅具有明显的随机性,并呈现出非均匀波动变化特征;循环冷冲击处理所产生的收缩-膨胀效应会引起煤体部分碎块脱落,最终导致煤体质量减小,循环冷处理后煤体的平均质量减幅为0.151%。     

工艺参数对陶瓷透水砖性能影响的研究

采用煤渣、废瓷粒等工业废渣为骨料,以石灰石、白云石、长石、高岭土、石英和瓷石粉的混合料为高温粘结剂制备陶瓷透水砖,研究工艺参数对透水砖性能的影响。结果表明,随着煤渣用量的增加或成型压力的降低,透水砖的透水性能提高而机械强度降低。通过DTA-TG分析确定了在800℃保温4 h的优化烧成制度,有效避免了黑心和变形缺陷的产生。FE-SEM显微照片表明,合理的煤渣颗粒级配能使煤渣粗颗粒间形成孔径为0.5～1.5 mm的大气孔,而煤渣颗粒本身由于其中可燃物燃烧形成了孔径为数十个微米的微孔,这种特殊的结构赋予透水砖强度高、透水好的性能。     

峰后砂岩非Darcy流渗透特性的试验研究

研究高应力状态下，尤其是峰后低围压下岩石的渗透性具有十分重要的现实意义。利用获得专利权的岩石渗透试验装置与MTS815．02岩石力学伺服试验系统相配套，用来测试单轴峰后给定应变状态下岩样的非Darcy流渗透特性。在阐述岩石Darcy流渗透性的测试原理及误差的基础上，介绍了峰后岩石非Darcy流渗透特性的测试原理、试验系统与测试方案，并给出峰后中砂岩非Darcy渗透特性的试验结果。试验数据表明，单轴峰后应力状态下中砂岩的渗透率k与峰前比较有量级增加，峰后k值随轴向应变ε增长呈二次抛物线关系。     

试论升温速率对混凝土渗透性能的影响

本文进行了水泥基材料高温作用后气体渗透性的试验研究,设计了不同的升温速率,进行了普通混凝土和砂浆试样的对比试验。结果表明,当升温速率5~10℃/min时,水泥基材料的气体渗透性变化趋势不明显;当升温速率大于10℃/min时,试样的气体渗透系数大幅度增加,说明普通混凝土和砂浆试样渗透性的劣化。同时试验表明,随着围压和进气压的增大,水泥基材料的本质渗透率呈现不断下降的趋势。     

水化时间对矿物掺合料混凝土抗氯离子渗透性的影响

用电导率法研究了分别掺加粉煤灰、磨细矿渣、硅粉等矿物掺合料混凝土的氯离子渗透性与水化时间的关系,发现在180d养护时间内混凝土的电导与时间经拟合为幂函数关系,且矿物掺合料混凝土电导对养护时间更敏感;混凝土中掺加矿物掺合料可以显著降低混凝土的导电能力;水胶比对混凝土渗透性有较大影响,水胶比越大,混凝土抵抗氯离子渗透的能力越低。