近水平层状岩层移动规律的探讨

用连续介质力学的方法，分析开采煤层上覆层状结构岩层受开采的影响，在其自身重力作用下的移动机理，并定量解释了岩层的移动现象，得出了岩层中下沉盆地剖面方程式。     

近水平层状岩层移动规律的探讨

用连续介质力学的方法，分析开采煤层上覆层状结构岩层受开采的影响，在其自身重力作用下的移动机理，并定量地解释了岩层的移动现象，得出了岩层中下沉盆地剖面方程式。     

新庄孜矿六方堤非均质堤体滑动稳定性研究

本文在考虑六方韩堤身重力，动力压力，孔隙水压力及地震惯性力作用的情况下，选择最大下沉段处的５线断面进行非均质堤体的滑动稳定性计算与评价。     

降雨作用下曼家寨东帮采场岩质边坡渗流规律分析

降雨是影响露天矿山失稳的主要因素。针对曼家寨东帮采场岩质边坡在降雨过后曾发生局部垮塌、出现坡面裂缝现象,结合饱和-非饱和渗流理论,利用Geo-studio中的SEEP/W模块对该边坡典型剖面进行降雨过程渗流规律分析。通过对降雨作用下孔隙水压力、暂态饱和区变化规律进行分析,得出如下结论:降雨条件下边坡表层区域受降雨影响严重,影响区域与影响程度受降雨时间与降雨强度共同控制;暂态饱和区是考虑降雨作用下边坡失稳的重要因素,持续的降雨作用会在边坡表面形成一定范围的暂态饱和区,降雨历时相同时,降雨强度越大形成暂态饱和区面积越大;降雨对坡脚处孔隙水压力及暂态饱和区的影响要大于坡顶区域,在进行相关边坡治理防护时要重点考虑坡脚位置。     

大埋深煤层群上行开采地表沉降规律的实验研究

以河东煤田南部某深部开采煤矿为研究对象,利用室内相似模拟实验的方法,对大埋深条件下的上位煤开采引起的地表二次沉降规律做了研究。在下位煤采动结束压实稳定后,对上位煤进行开采。由于煤层群整体埋藏较深,二次开采后,上覆岩层的变形移动较大,在采空区上方接近地表处出现了离层,模型2个边界处产生较大的倾斜裂隙,地表有明显的二次下沉,表现为完整的下沉盆地。     

高压喷射注浆法产生的超孔隙水压分析

介绍了高压喷射注浆法的作用机理 ,探讨了在施工过程中高压喷射注浆法引起的超孔隙水压。根据半无限土体中小孔扩张问题的解 ,分析了在超孔隙水压作用的瞬时 ,土体中的应力、变形等 ,并提出了经验公式。结合一具体工程事故的成功处理 ,验证了所建议超孔隙水压公式的可行性 ,同时提出了减少超孔隙水压的对策和方法。     

煤层高压注水渗透特性试验研究

为了研究不同孔隙水压对煤岩渗透特性的影响规律,利用MTS电液伺服岩石试验系统对深部矿井的煤岩试件进行了不同孔隙水压、尤其是高孔隙水压下的煤岩渗透特性试验。结果表明:渗透率以及体积应变曲线具有较好的一致性,均呈现U字形走势;而在外界条件一定的情况下,孔隙水压对渗透性能以及体积应变的作用效果与该煤岩孔隙水压临界阈值有关,高于临界阈值的孔隙水压对煤岩渗透性能起到数倍于低孔隙水压时的改善作用。此外,孔隙水压对煤岩强度极限亦有重要影响,且孔隙水压愈高,煤岩的破坏强度极限愈低,扩容效果愈明显,渗透率峰值亦愈加后延。研究结果对利用高孔隙水压改善煤岩渗透性能、提高煤层注水防灾效果具一定指导意义。     

水力耦合作用下煤岩渗流动态演化规律

为探究煤层注水时水在煤体中的渗流演化规律,采用实验室试验与数值模拟结合的方法,开展了地应力及孔隙水压力耦合作用下煤体结构变形及渗透率演化规律试验,并建立了水力耦合下体积变形演化数学模型,基于UDF二次开发进行了煤岩注水渗流动态演化数值模拟。研究结果表明:煤岩孔隙率变化受应力与水压共同作用的影响;煤岩轴向变形量与水压分布由上至下呈递减式传递,体积变形与轴向力、孔隙水压大小成正相关;孔隙水压为赋存于孔裂隙的自由水提供渗透动力,并对煤岩基质骨架产生力学作用,水压越大,煤岩基质骨架越容易破坏;采用UDF程序加载渗透性试验结果对孔隙率随孔隙水压变化进行拟合的结果更接近试验结果,误差较小,对于研究煤岩渗流规律可以提供一定的参考。     

地表移动函数的相关性及其计算

地下开采所引起的地表任意点下沉, 通常是以走向和倾向断面下沉函数的乘积表示。这一方法实质上假定走向、倾向断面为互不相关的主断面。采用剖面函数相关概念, 分 析了几何、物理条件对下沉盆地主断面方向的影响, 并对相关系数和主断面参数的确定作了讨论, 同时给出了实例计算结果。     

地表移动计算负指数函数法参数的物理意义及其正确运用

前言为了沿主断面计算地表移动,提出了各种不同的剖面函数,负指数函数法就是其中之一。这种方法所用的公式是:式中 W—剖面上一点的下沉值; W_o—剖面上的最大下沉值,这里不区分是充分采动还是非充分采动; x—剖面上一点的横坐标,以最大下沉点的横坐标为零; L—半个移动盆地之长,即由最大下沉点到盆地边界点的距离; a、b—决定于具体地质采矿条件的参数。其坐标系统如图1所示。     

考虑强度参数弱化非线性损伤本构模型研究

为了研究不同孔隙水压作用下砂岩蠕变特性和岩石强度参数的劣化规律,通过MTS815. 02试验机开展不同孔隙水压条件下的砂岩蠕变试验,根据Lemaitre应变等效基本假定推导出关于强度参数劣化的损伤变量公式,并结合基本西原体模型建立了砂岩加速蠕变阶段的非线性损伤本构模型,得出以下结论:在孔隙水压作用下,岩石的应变响应更加灵敏;随着水压的增大岩石蠕变加速阶段的蠕变速率显著增大,说明水压对岩石强度参数具有削弱作用;同时当砂岩处于高应力状态下,即应力超过长期强度时岩石的强度力学参数存在明显的弱化,不再是一个定值且随着时间和过应力差变化而变化,并且受孔隙水压的影响;最终结合非线性蠕变损伤模型曲线与三轴蠕变试验曲线的良好吻合性,验证了所建立损伤本构模型的正确性与合理性,对采空区覆岩稳定性评价尤其是富水地层条件的沉陷区土地重复利用、安全评价具有指导意义。     

利用渭新1井测井资料预测地层三压力剖面

渭河盆地欠压实及水热增压作用突出,准确预测地层三压力剖面是避免卡钻、井塌等复杂情况发生以及确保探井顺利实施的有效保障。基于伊顿法,利用渭新1井测井资料计算得到了地层孔隙压力、地层破裂压力、地层坍塌压力剖面,并据此分层位确定了合理的钻井液密度窗口。地层三压力剖面预测结果表明,该地区地层三压力以灞河组为界可分为上、下两部分,上部受欠压实影响较为严重,地层压力变化幅度较大,下部受水热增压影响,地层压力缓慢增加。现场压力测试结果表明,计算得到的地层孔隙压力与实测值相对误差在15%以内,基本满足安全钻井需要。     

矩法解算下沉盆地参数

地下煤层的大面积开采使地表形成下沉盆地。下沉盆地里移动和变形的大小和表达式是解决铁路下、建筑物下及水体下采煤的一个重要问题。1962年唐山煤炭研究所提出了用负指数函数法表达下沉盆地的剖面为: (1)式由于缺少起点参数,当边界确定不准确时,不仅引起半盆地长度L的变化,而且使a、b参数的规律混乱。因此建议用下式作为予计公式     

奥灰高承压水对煤层底板的破坏研究

为了分析水压对承压水上煤层底板的破坏规律,引入横截面法和承压水导升理论研究承压水作用机理,推求水压力对煤层底板的作用过程和突水原理。采用总结前人成果和理性推理的方法进行研究,建立理想横截面研究煤层底板破坏的模型,引出二维孔隙率与三维孔隙率的关系,推求孔隙水压作用方式和计算方法,得到煤层底板裂隙扩展的方向性和突水滞后性,预测完整隔水煤层底板突水破坏过程。     

孔隙水压对高强混凝土抗压性能影响的试验研究

为模拟深部井筒不同工作环境下高强混凝土力学性能,将高强混凝土试件浸没入不同高压(1、2、3、4 MPa)水体中48 h,以形成孔隙水压,并在TAW-3000试验机上进行单轴抗压试验,对孔隙水压作用后高强混凝土的抗压强度、弹性模量、峰值应变、体应变等指标的变化及其破坏形态进行了研究分析,并与未经水压作用的高强混凝土进行对比。研究结果表明,经孔隙水压作用后的高强混凝土应力-应变曲线和应力-体应变曲线的弹性极限提高了约10%。孔隙水压每提高1 MPa,高强混凝土的抗压强度损失率平均为2.93%、弹性模量损失率平均为2.96%。高强混凝土的开裂速度加快,脆性破坏特征更明显,且随着孔隙水压的增加,混凝土的抗压强度和弹性模量都表现出降低的趋势。     

应用矩形格网法计算地表任意点的移动和变形(上)

本文以几何理论为基础提出了用矩形格网图的原理和方法,计算位于地表下沉盆地任意位置的建筑物、铁路、管道设施等处的地表移动和变形值。     

两种岩移计算方法的比较

众所周知,概率积分法、负指数函数法和典型曲线法是我国常用的三种地表移动计算方法,其中前两种都是用函数式表示的。本文试图从适用性,使用方便等角度来比较概率积分法和负指数函数法,以便求得切合实际的看法。概率积分法是以高斯分布密度函数作为影响函数用积分式表示下沉盆地剖面的方法,它有两个特定参数:主要影响角正切tgβ和拐点偏移距S。充分采动时下沉曲线的拐点在半盆地剖面的中点上,它的下沉值     

高围压下高孔隙水压对岩石蠕变特性的影响

为研究高应力作用下深部岩体开挖过程中孔隙水压对围岩时效变形特性的影响,选取重庆某深部细砂岩为研究对象,对其进行不同水压下分级加载蠕变试验,试验表明:孔隙水压增强了砂岩的变形能力,但随着水压的升高,加载初期的一段时间内,水压在一定程度上会延缓轴向变形;蠕变过程中黏弹性模量随时间呈指数函数变化,通过分析不同水压作用下指数函数中参数的变化规律,得到黏弹性模量随时间和水压变化的表达式,进而提出修正的广义Kelvin模型,该模型能较好的描述不同水压作用下岩石的非线性黏弹性蠕变特性。基于不同水压下加速蠕变试验曲线特征,采用拟合、类比的方法引入一个能反映不同水压作用时加速蠕变特征的二元件黏塑性模型,将该模型与修正的广义Kelvin模型串联组成一个新的非线性黏弹塑性蠕变模型。基于试验结果,利用优化分析软件1stOpt,对模型参数进行辨识,效果比较理想;对比试验曲线和理论曲线,二者吻合较好,验证了模型的正确性。     

承压水上含断层煤层开采底板突水规律研究北大核心

在深部煤层开采的过程中,承压水水压以及复杂的构造环境是威胁矿井安全生产的重要因素。为研究承压水上受断层影响下底板的突水规律,基于基本力学原理,建立了承压水上受煤层采动影响的围岩受力力学模型,求解断层突水的临界水压力值;同时,基于控制变量法和流-固耦合理论,运用FLAC3D数值模拟软件,从应力场、位移场、渗流场以及破坏区共同耦合作用的角度出发,分析在断层形态以及承压水压力不同的条件下煤层底板突水规律。结果表明:当工作面回采至断层区域附近时,断层倾角对围岩所受垂直应力的影响较大,倾角由30°变换至60°时,所受垂直应力的平均变化率约为-29%;断层宽度主要影响靠近工作面底部断层处的破坏程度,断层宽度越宽,破坏程度越小;含水层水压对断层中所受的孔隙水压力起主导作用;断层的倾角越大、宽度越小,含水层中承压水水压越高,底板发生突水的危险性越强。     

地表下沉盆地边缘鼓起过程中垂直移动与变形的关系

波兰学者A.萨武斯托维奇曾用弹性基础梁的方法给出能计算边缘鼓起的地表下沉剖面函数形式,但地表下沉盆地边缘并非总出现鼓起现象,有时实际鼓起量又小于萨氏公式中的计算鼓起量,因此其公式的应用受到一定限制;据此,探讨地表下沉盆地边缘由不鼓起到鼓起过程中移动与变形的关系具有一定实际意义。地表鼓起的原因尚未搞清,从一些实际资料分析,上覆岩层的岩性越硬,盆地边缘越易出现鼓起现象。笔者以萨氏公式为出发点,取地表最大下沉点为座标原点,按下沉