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国家自然科学基金(51374213)

作品数:20 被引量:410H指数:11
相关作者:鞠杨杨永明高峰谢和平孙华飞更多>>
相关机构:中国矿业大学(北京)中国矿业大学四川大学更多>>
发文基金:国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家杰出青年科学基金更多>>
相关领域:矿业工程理学建筑科学石油与天然气工程更多>>

文献类型

  • 20篇期刊文章
  • 3篇会议论文
  • 1篇学位论文

领域

  • 6篇矿业工程
  • 6篇理学
  • 5篇石油与天然气...
  • 4篇建筑科学
  • 2篇天文地球
  • 2篇自动化与计算...
  • 1篇金属学及工艺
  • 1篇水利工程

主题

  • 4篇压裂
  • 3篇页岩
  • 3篇应力场
  • 3篇有限元
  • 2篇岩石
  • 2篇岩体
  • 2篇应力
  • 2篇水力压裂
  • 2篇体积压裂
  • 2篇土石混合体
  • 2篇自适应有限元
  • 2篇离散元
  • 2篇流体
  • 1篇单裂隙
  • 1篇低渗
  • 1篇低渗透
  • 1篇地下水
  • 1篇地下水库
  • 1篇断裂韧性
  • 1篇蓄能

机构

  • 14篇中国矿业大学
  • 13篇中国矿业大学...
  • 3篇四川大学
  • 1篇重庆大学
  • 1篇中国石油化工...
  • 1篇克劳斯塔尔工...
  • 1篇中国石油化工...
  • 1篇苏州电器科学...

作者

  • 11篇鞠杨
  • 8篇杨永明
  • 3篇谢和平
  • 3篇高峰
  • 3篇孙华飞
  • 3篇陈佳亮
  • 2篇毛灵涛
  • 2篇戴涛
  • 2篇彭瑞东
  • 2篇张钦刚
  • 2篇王晓斐
  • 2篇郑泽民
  • 2篇龚文波
  • 2篇赵熙
  • 1篇侯正猛
  • 1篇肖凯璐
  • 1篇李英骏
  • 1篇王永亮
  • 1篇卢晋波
  • 1篇王金波

传媒

  • 4篇煤炭学报
  • 3篇科学通报
  • 2篇Scienc...
  • 2篇Intern...
  • 1篇岩土工程学报
  • 1篇工程力学
  • 1篇Scienc...
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  • 1篇工程科学学报
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  • 1篇第26届全国...

年份

  • 3篇2019
  • 1篇2018
  • 4篇2017
  • 4篇2016
  • 2篇2015
  • 10篇2014
20 条 记 录,以下是 1-10
排序方式:
储层射孔压裂裂缝起裂与扩展的数值分析被引量:15
2016年
掌握储层水力压裂裂缝的起裂与扩展规律对非常规油气资源开采和提高采收率至关重要。采用水泥砂浆模拟天然页岩,获得了与页岩基本力学参数和断裂韧性一致的相似材料。运用FRANC3D和ANSYS,模拟分析了不同水平应力比和射孔布置方式对水力压裂起裂和扩展的影响。研究表明:利用FRANC3D+ANSYS可以较好地模拟射孔压裂裂缝的起裂和三维空间中的扩展行为。射孔压裂裂缝的起裂压力随水平应力比的增大而减小。射孔方向与最大水平主应力方向一致时起裂压力较小,射孔方向与最大水平主应力成夹角时,裂缝扩展面扭转并趋向于平行最大水平主应力方向。相对于射孔对称排布和交错排布,射孔线性排布时的起裂压力较小。
赵熙戴涛鞠杨胡慧芳杨永明龚文波
关键词:水力压裂断裂韧性
偏高岭土掺量对注浆材料性能影响的试验研究
研究了不同偏高岭土掺量水泥基注浆材料的物理力学性能,得到了浆液的密度、黏度、流动性、结石率、初凝时间、结石体的抗压强度等物理力学参数随偏高岭土掺量的变化规律,通过SEM扫描电镜观测了结石体的细观结构,研究结果表明,偏高岭...
唐伟奇肖凯璐刘红彬李希光马唯哲施政奇
关键词:注浆材料偏高岭土物理力学性能
基于3D打印技术的岩体复杂结构与应力场的可视化方法被引量:58
2014年
准确表征与直观显示岩体复杂的内部结构与应力场是解决诸多地下工程问题的基础和关键.本文运用CT成像、三维重构和3D打印技术制备了包含复杂裂隙的天然煤岩模型,借助三维应力冻结和光弹技术,直观定量地显示了单轴压缩载荷作用下复杂裂隙煤岩内部的应力场分布特征.研究表明:通过3D打印技术制备的煤岩模型具有与天然煤岩一致的裂隙结构特征;3D模型的单轴抗压强度、弹性模量和泊松比等力学性能指标接近于天然裂隙煤岩;在不连续裂隙周边的高应力分布区域以及应力级差等方面,3D模型的实验结果与数值模拟结果具有较好的一致性;该方法能够直观定量地显示不连续不规则裂隙对煤岩的强度、变形以及应力集中区的影响.3D模型打印与应力冻结技术相结合为实现地下岩体内部复杂结构与三维应力场分布的定量表征与可视化,以及印证数值模拟结果提供了新途径.
鞠杨谢和平郑泽民卢晋波毛灵涛高峰彭瑞东
关键词:裂隙岩体应力场可视化
三轴应力下致密砂岩裂纹展布规律及表征方法被引量:12
2014年
利用三轴试验机和CT扫描设备,开展了多组不同围压作用下的致密砂岩三轴压缩试验及CT扫描试验,得到了不同三轴应力条件下砂岩破坏裂纹的CT图像;利用图像处理技术和统计学原理提取了裂纹展布的几何形态。引入裂纹的宽度、长度、面积和分形维数等几何参数描述了破坏裂纹的空间形貌,分析了不同围压条件下岩石破坏裂纹面积、长度、宽度和分形维数的分布特征,揭示了围压应力对上述裂纹几何特征的影响规律。研究表明:围压应力对破坏裂纹的面积、长度、宽度和分形等几何特征有显著的影响,低围压条件下,裂纹的面积、长度和宽度都较小,随着围压的增加裂纹的面积、长度和宽度也增大,且概率密度分布函数有了明显的差异;破坏裂纹的分形维数随着围压的增大呈指数递减趋势,低围压条件下裂纹的分形维数大,说明裂纹形态复杂,曲线边界粗糙,产生的小裂纹较多,且相互交错分布,形成的裂纹网络结构占据了整个试件二维横截面图。随着围压的增大,破坏裂纹的分形维数减小,说明裂纹形态趋于规则,小裂纹减少,形成了近似直线的光滑主裂纹。
杨永明鞠杨毛灵涛
关键词:致密砂岩展布规律CT扫描
Visualization of the complex structure and stress field inside rock by means of 3D printing technology被引量:44
2014年
Accurate characterization and visualization of the complex inner structure and stress distribution of rocks are of vital significance to solve a variety of underground engineering problems. In this paper, we incorporate several advanced technologies, such as CT scan, three-dimensional(3D) reconstruction, and 3D printing, to produce a physical model representing the natural coal rock that inherently contains complex fractures or joints. We employ 3D frozen stress and photoelastic technologies to characterize and visualize the stress distribution within the fractured rock under uniaxial compression. The 3D printed model presents the fracture structures identical to those of the natural prototype. The mechanical properties of the printed model,including uniaxial compression strength, elastic modulus,and Poisson's ratio, are testified to be similar to those of the prototype coal rock. The frozen stress and photoelastic tests show that the location of stress concentration and the stress gradient around the discontinuous fractures are in good agreement with the numerical predictions of the real coalsample. The proposed method appears to be capable of visually quantifying the influences of discontinuous,irregular fractures on the strength, deformation, and stress concentration of coal rock. The method of incorporating3 D printing and frozen stress technologies shows a promising way to quantify and visualize the complex fracture structures and their influences on 3D stress distribution of underground rocks, which can also be used to verify numerical simulations.
Yang JuHeping XieZemin ZhengJinbo LuLingtao MaoFeng GaoRuidong Peng
关键词:内部结构应力场
Fluidized mining and in-situ transformation of deep underground coal resources: a novel approach to ensuring safe, environmentally friendly, low-carbon, and clean utilisation被引量:11
2019年
Traditional coal mining and utilisation patterns are severely detrimental to natural resources and environments and significantly impede safe, low-carbon, clean, and sustainable utilisation of coal resources. Based on the idea of in situ fluidized coal mining that aims to transform solid coal into liquid or gas and transports the fluidized resources to the ground to ensure safe mining and low-carbon and clean utilisation, in this study, we report on a novel in situ unmanned automatic mining method. This includes a flexible, earthworm-like unmanned automatic mining machine (UAMM) and a coal mine layout for in situ fluidized coal mining suitable for the UAMM. The technological and economic advantages and the carbon emission reduction of the UAMM-based in situ fluidized mining in contrast to traditional mining technologies are evaluated as well. The development trends and possible challenges to this design are also discussed. It is estimated that the proposed method costs approximately 49% of traditional coal mining costs. The UAMM-based in situ fluidized mining and transformation method will reduce CO2 emissions by at least 94.9% compared to traditional coal mining and utilisation methods. The proposed approach is expected to achieve safe and environmentally friendly coal mining as well as lowcarbon and clean utilisation of coal.
Yang JuYan ZhuHeping XieXiaodong NieYong ZhangChang LuFeng Gao
关键词:IN-SITUMININGMININGMINE
基于CT图像的土石混合体破裂-损伤的三维识别与分析被引量:22
2014年
土石混合体是一种特殊的非连续非均匀地质材料,传统的岩土力学试验方法与分析理论难以直接用于分析其变形破坏行为。发展了一种基于CT扫描和图像处理技术的内部破裂与损伤的三维识别方法,利用自行开发的裂纹识别提取程序提取和分析了单轴压缩下不同含石率土石混合体变形破坏时的内部细观结构变化特征,建立了土石混合体破裂-损伤的三维重构模型,定量地分析了单轴压缩条件下土石混合体的内部损伤演化规律以及含石量的影响和作用。研究表明:该方法可以直观定量地表征土石混合体变形破坏的内部损伤特征与演化规律。石块对土石混合体损伤发展的影响与含石量密切相关,存在一个临界含石率。
孙华飞鞠杨行明旭王晓斐杨永明
关键词:土石混合体CT识别
煤矿井下抽水蓄能发电新技术:原理、现状及展望被引量:109
2015年
煤炭开采引发矿山灾害、地表沉陷、水土流失及生态环境损害等问题,但同时在地下形成了巨大的可供利用空间。全面阐述了煤矿井下抽水蓄能发电的概念与技术,对比分析了落差型、活塞抬举型、海洋浮力型和高压风储库蓄能4种非常规蓄能发电技术,指出利用废旧煤矿的开采空间(巷道及采空区)的煤矿井下抽水蓄能发电新技术具有得天独厚的优势,对我国废旧矿井重复利用、可再生能源开发和电力调蓄、矿区生态保护等提供了新思路。估算了我国废弃煤矿和现有煤矿的蓄水储能发电总量。进一步提出了煤矿地下水库、矿井水循环利用与抽水蓄能发电一体化技术构想,充分利用煤炭开采过程中形成的巨大的地下空间,实现储水、蓄能发电、矿井水循环利用和新能源开发等多重目标,并有助于控制地表沉陷、维护生态平衡,对我国可再生能源产业发展以及水资源严重短缺的西部地区煤炭开发提供重要的技术保障,并对未来现代化、生态化矿井开拓布局、节能减排、绿色开发产生深远影响。
谢和平侯正猛高峰周雷高亚楠
关键词:地下水库
Lattice-Boltzmann simulation of microscale CH_4 flow in porous rock subject to force-induced deformation被引量:15
2014年
Accurate knowledge of the influence of rock deformation on the permeability of fluid flow is of great significance to a variety of engineering applications, such as simultaneous extraction of coal and gas, oil/gas exploitation, CO2 geological sequestration, and underground water conservation. Based on the CT representation of pore structures of sandstones, a LBM(Lattice Boltzmann Method) for simulating CH4 flow in pore spaces at microscale levels and a parallel LBM algorithm for largesize porous models are developed in this paper. The properties of CH4 flow in porous sandstones and the effects of pore structure are investigated using LBM. The simulation is validated by comparing the results with the measured data. In addition, we incorporate LBM and FEM to probe the deformation of microstructures due to applied triaxial forces and its influence on the properties of CH4 flow. It is shown that the proposed method is capable of visually and quantitatively describing the characteristics of microstructure, spatial distribution of flow velocity of CH4,permeability, and the influences of deformation of pore spaces on these quantities as well. It is shown that there is a good consistency between LBM simulation and experimental measurement in terms of the permeability of sandstone with various porosities.
Yang JuJinbo WangFeng GaoHeping Xie
关键词:格子玻尔兹曼方法岩石变形天然气开采
土石混合体变形破坏及细观机理研究的进展被引量:24
2014年
土石混合体是一种特殊的工程地质材料,其非均质、非连续和非线性特征决定了土石混合体变形破坏及细观机理的复杂性,常规岩土力学的试验方法和分析理论难以应用.目前土石混合体变形破坏研究尚不深入,特别是对细观机理以及定量描述方法缺乏足够的认知,未形成系统的实验方法和理论分析体系.从现场原位试验、室内试验、结构模型和数值分析4个方面对国内外近些年来土石混合体研究进展进行综述,分析了目前研究存在的困难与挑战,探讨了未来发展方向.
孙华飞鞠杨王晓斐行明旭张钦刚杨永明
关键词:土石混合体细观机理
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