考虑壁面接触率的花岗岩裂隙渗流传热特性试验研究

为实现深部高温矿井围岩地热资源的高效化利用与精准化产能评估,开展接触型花岗岩裂隙的渗流–传热试验研究。测量天然裂隙在不同法向应力作用下的接触率,制备具有接触凸起的岩芯裂隙试件,研究接触裂隙的渗透性质和对流传热性质在不同温压条件下的演变规律,并通过引入有效换热面积改进传统对流换热系数评估模型。试验结果表明,接触裂隙的等效水力开度随围压的衰减程度受接触率控制,反映了非均质裂隙渗透性质对围压的不均匀响应过程。接触裂隙的闭合变形对围压响应程度不同,导致等效渗透率随接触率的增加在高围压状态下表现出先增加后的下降趋势,而在低围压状态下表现为单调减小趋势。同一水压力梯度下,高温裂隙的累计产热量随着接触率的增加首先增加,然后降低。改进的对流换热系数模型表明裂隙的对流换热系数与接触率表现出正相关关系,而传统理论模型无法刻画这一演变特征。忽略天然接触特征将导致高温裂隙的对流换热系数被低估,且低估程度随着接触率的增加而增加。此外,基于改进模型获取的对流换热系数与体积流量之间并不严格遵循幂律相关关系,依赖流量对裂隙换热系数的估计效果需要进一步提升。     

语音接入Email业务的研究和实现

讨论了语音接入Email业务的业务特性,并对语音接入Email业务的关键技术——TTS技术、POP3协议及邮件的预处理进行了分析,并提出了在CIN-IP中实现此业务的方案。     

利用中心直裂纹半圆盘试样测定岩石在高温条件下的动态Ⅰ型断裂韧度（英文）

为研究加载速率和高温对岩石动态断裂韧性的影响,利用分离式霍普金斯压杆对4种温度状态下的中心直裂纹半圆盘试样进行动态断裂试验。采用试验和解析方法研究杆中温度梯度对应力波的影响,并利用高速摄像机观察试样的破坏特征。结果表明：杆上的温度梯度不会使应力波的波形发生明显的变形;即使在400℃条件下,试样也能达到应力平衡。在25～400℃的温度条件下,岩石动态断裂韧度随着加载率的增加线性增长,且高温对岩石断裂韧度具有强化作用。     

煤-热协同开采导水断层岩体热-流-固耦合试验研究

导水断层岩体的高渗透性为煤炭-水热型地热能高效协同开采提供了新思路,研究深部热-流-固耦合条件下断层岩体的渗透性演变规律是实现煤-热协同开采的重要前提。自主研制了热-流-固耦合三轴试验系统,开展了导水断层岩体热-流-固耦合特性试验。试验结果表明,热-流-固耦合作用下破碎岩体的渗透过程可以划分为冲蚀增透阶段及体缩抑流阶段,其中,冲蚀增透阶段发生在试验初期,岩体的渗透性参数(孔隙率、流速及渗透率)在该阶段迅速增长,进入体缩抑流阶段后保持小幅波动。高温下岩石颗粒的热膨胀效应抑制了岩体孔隙空间扩展,导致渗透参数在冲蚀增透阶段增长缓慢;水压越高,渗透参数在冲蚀增透阶段增幅越大,表明高水压的冲蚀效应更显著;加载轴压与围压均会促进岩体的体缩效应,抑制渗透压力的冲蚀效果,导致试样渗透特性降低。文章丰富了导水断层岩体热-流-固耦合特性研究,为煤-热高效协同开采提供了试验基础。     

断层破碎带岩体孔隙结构表征与非线性渗流特性

为揭示煤矿开采断层破碎带突水灾害发生机理，有必要深入研究断层破碎带岩体的孔隙结构和渗透特性。研制了破碎岩体渗流-应力耦合试验装置，提出了应力作用下级配破碎岩体孔隙结构测试和渗流试验方法，研究了应力和级配对破碎岩体孔径分布特征、孔隙分形特征和非线性渗流行为的影响规律，构建了基于核磁共振的承压破碎岩体渗透率预测模型。试验结果表明：(1)颗粒分形维数为2.6的连续级配和间断级配破碎岩体的孔径分布均为三峰结构，级配破碎岩体中小颗粒的缺失会导致孔隙率和最大孔径增大，降低破碎岩体的压缩性，增大应力可促使渗流孔向束缚孔转变，降低破碎岩体的压缩性。(2)渗流孔隙率对级配破碎岩体渗透率起主导作用，束缚孔隙率对渗透率的影响较小，增大应力会降低破碎岩体渗透性，大颗粒的缺失会导致级配破碎岩体渗透率减小。(3)连续级配和间断级配破碎岩体的非线性渗流特性均可用Forchheimer方程描述，应力影响下破碎岩体的渗透率和非Darcy流β因子变化趋势相反，小颗粒的缺失会导致级配破碎岩体非Darcy流β因子减小。(4)构建了基于核磁共振的级配破碎岩体渗透率预测模型，通过剔除束缚孔的影响并引入渗流孔的加权贡献，可显著提高...     

弱胶结断层岩体蠕变–冲蚀耦合突水模型

为研究弱胶结断层岩体突水灾变过程的时空演化特征，构建了弱胶结断层岩体蠕变–冲蚀耦合突水模型。该模型拓展了连续等效介质渗流理论，分别建立了弱胶结断层岩体的蠕变子模型和冲蚀子模型，其中所建立蠕变子模型充分考虑物质间质量转化、应力–应变及应变–孔隙率之间关系；所建立冲蚀子模型充分考虑了物质质量守恒、颗粒迁移及非Darcy流动规律。根据质量守恒方程叠加原理及孔隙率–有效应力、孔隙率–蠕变材料系数、蠕变应变–孔隙率–渗透率3组影响关系实现了子模型间的耦合，并给出了一维径向渗流方向耦合模型的控制方程。设定了突水模型的定解条件，并基于COMSOL Multiphysics计算软件构建了模型在空间和时间域的数值解算方法。通过比较室内试验及模型计算的孔隙率演化结果，验证了该模型的有效性。在此基础上，求解并分析了突水过程中巷道弱胶结围岩蠕变–冲蚀特征的时空演化规律。模型计算结果表明，对于蠕变演化特征，随着时间增长，有效应力下降，蠕变应变增加，试样出现加速蠕变特征；有效应力和蠕变应变空间分布的非均匀性特征随蠕变–冲蚀耦合进程显著加强。对于冲蚀演化特征，蠕变–冲蚀耦合进程初期细小岩石颗粒在渗水作用下不断迁移流...