徐杰:岩石注浆中的压裂效应研究论文

徐杰:岩石注浆中的压裂效应研究论文

本文主要研究内容

作者徐杰(2019)在《岩石注浆中的压裂效应研究》一文中研究指出:围岩注浆加固是采矿工程、岩土工程等普遍采用的技术手段。随着浅部煤炭资源的逐渐匮乏,煤炭资源的开采利用逐渐向“三深”发展,深部矿井大量出现。本文基于高地应力与强采动应力作用下低渗透性深部软岩的注浆活动中,不产生劈裂的常规注浆方式由于浆液渗透范围有限无法实现有效加固,而对于真三轴应力条件下高压劈裂注浆机理又鲜有研究的现状,采用物理实验、理论分析等方法对岩石注浆中的压裂效应这一核心科学问题进行研究。在4000 kN真三轴实验框架的基础上,自主设计加工了“水-浆”转换装置构成真三轴注浆实验系统。在深部高应力软岩注浆的工程背景下,采用合理配比的氯丁胶乳水泥砂浆作为相似材料模拟深部软岩,并进行标样的基本力学性能测试,从基本力学性能方面论证了其相似性。利用真三轴注浆实验系统进行了给定应力环境下常规注浆与劈裂注浆的实验研究。实验表明:真三轴应力条件下常规注浆并不会有劈裂裂缝产生,浆液渗透扩散范围为椭球体,在平行于最大主应力平面上呈现以裸孔段的中心为中心,分别以封孔器的轴向和径向为长短轴的椭圆形。劈裂注浆实验中,根据注浆压力变化规律,劈裂注浆过程分为劈裂的产生扩展阶段以及劈裂裂缝扩展完成后随浆液不断注入劈裂裂缝循环开闭的渗流平衡阶段。在劈裂注浆中的劈裂产生扩展阶段,随着劈裂裂缝的不断扩展,每次主要劈裂产生时的注浆压力逐次升高。真三轴应力条件下的劈裂注浆中,仍垂直于最小主应力s3方向的单一劈裂。根据浆液的扩散形态及其在劈裂裂缝平面的分布,将劈裂裂缝平面分为宏观劈裂区、微劈裂区、渗透压力区以及未湿润区共四个区域。其中劈裂裂缝由宏观劈裂区和微劈裂区构成,两者通过宏观劈裂前沿相隔。根据真三轴应力条件下劈裂注浆的劈裂裂缝空间形态及劈裂裂缝平面内的浆液渗透扩散形态,结合地应力场作用下注浆钻孔周边的应力状态分析,建立了二维平面(垂直于中间主应力)内的岩石钻孔注浆劈裂的力学模型。根据能量守恒定律,从能量耗散角度分析岩石注浆劈裂扩展过程中的能量转化,求解得到岩石注浆过程中启劈压力、扩展压力的计算方法。采用正交实验方法,在改变主应力差、泵注排量、浆液水灰比等主要影响因素时,研究其对岩石注浆中压裂效应的影响。得到了改变上述因素情况下,劈裂压力、扩展压力的变化规律,声发射事件数及能量的变化规律,劈裂裂缝平面扩展以及浆液扩散形态的变化规律。

Abstract

wei yan zhu jiang jia gu shi cai kuang gong cheng 、yan tu gong cheng deng pu bian cai yong de ji shu shou duan 。sui zhao jian bu mei tan zi yuan de zhu jian kui fa ,mei tan zi yuan de kai cai li yong zhu jian xiang “san shen ”fa zhan ,shen bu kuang jing da liang chu xian 。ben wen ji yu gao de ying li yu jiang cai dong ying li zuo yong xia di shen tou xing shen bu ruan yan de zhu jiang huo dong zhong ,bu chan sheng pi lie de chang gui zhu jiang fang shi you yu jiang ye shen tou fan wei you xian mo fa shi xian you xiao jia gu ,er dui yu zhen san zhou ying li tiao jian xia gao ya pi lie zhu jiang ji li you xian you yan jiu de xian zhuang ,cai yong wu li shi yan 、li lun fen xi deng fang fa dui yan dan zhu jiang zhong de ya lie xiao ying zhe yi he xin ke xue wen ti jin hang yan jiu 。zai 4000 kNzhen san zhou shi yan kuang jia de ji chu shang ,zi zhu she ji jia gong le “shui -jiang ”zhuai huan zhuang zhi gou cheng zhen san zhou zhu jiang shi yan ji tong 。zai shen bu gao ying li ruan yan zhu jiang de gong cheng bei jing xia ,cai yong ge li pei bi de lv ding jiao ru shui ni sha jiang zuo wei xiang shi cai liao mo ni shen bu ruan yan ,bing jin hang biao yang de ji ben li xue xing neng ce shi ,cong ji ben li xue xing neng fang mian lun zheng le ji xiang shi xing 。li yong zhen san zhou zhu jiang shi yan ji tong jin hang le gei ding ying li huan jing xia chang gui zhu jiang yu pi lie zhu jiang de shi yan yan jiu 。shi yan biao ming :zhen san zhou ying li tiao jian xia chang gui zhu jiang bing bu hui you pi lie lie feng chan sheng ,jiang ye shen tou kuo san fan wei wei tuo qiu ti ,zai ping hang yu zui da zhu ying li ping mian shang cheng xian yi luo kong duan de zhong xin wei zhong xin ,fen bie yi feng kong qi de zhou xiang he jing xiang wei chang duan zhou de tuo yuan xing 。pi lie zhu jiang shi yan zhong ,gen ju zhu jiang ya li bian hua gui lv ,pi lie zhu jiang guo cheng fen wei pi lie de chan sheng kuo zhan jie duan yi ji pi lie lie feng kuo zhan wan cheng hou sui jiang ye bu duan zhu ru pi lie lie feng xun huan kai bi de shen liu ping heng jie duan 。zai pi lie zhu jiang zhong de pi lie chan sheng kuo zhan jie duan ,sui zhao pi lie lie feng de bu duan kuo zhan ,mei ci zhu yao pi lie chan sheng shi de zhu jiang ya li zhu ci sheng gao 。zhen san zhou ying li tiao jian xia de pi lie zhu jiang zhong ,reng chui zhi yu zui xiao zhu ying li s3fang xiang de chan yi pi lie 。gen ju jiang ye de kuo san xing tai ji ji zai pi lie lie feng ping mian de fen bu ,jiang pi lie lie feng ping mian fen wei hong guan pi lie ou 、wei pi lie ou 、shen tou ya li ou yi ji wei shi run ou gong si ge ou yu 。ji zhong pi lie lie feng you hong guan pi lie ou he wei pi lie ou gou cheng ,liang zhe tong guo hong guan pi lie qian yan xiang ge 。gen ju zhen san zhou ying li tiao jian xia pi lie zhu jiang de pi lie lie feng kong jian xing tai ji pi lie lie feng ping mian nei de jiang ye shen tou kuo san xing tai ,jie ge de ying li chang zuo yong xia zhu jiang zuan kong zhou bian de ying li zhuang tai fen xi ,jian li le er wei ping mian (chui zhi yu zhong jian zhu ying li )nei de yan dan zuan kong zhu jiang pi lie de li xue mo xing 。gen ju neng liang shou heng ding lv ,cong neng liang hao san jiao du fen xi yan dan zhu jiang pi lie kuo zhan guo cheng zhong de neng liang zhuai hua ,qiu jie de dao yan dan zhu jiang guo cheng zhong qi pi ya li 、kuo zhan ya li de ji suan fang fa 。cai yong zheng jiao shi yan fang fa ,zai gai bian zhu ying li cha 、beng zhu pai liang 、jiang ye shui hui bi deng zhu yao ying xiang yin su shi ,yan jiu ji dui yan dan zhu jiang zhong ya lie xiao ying de ying xiang 。de dao le gai bian shang shu yin su qing kuang xia ,pi lie ya li 、kuo zhan ya li de bian hua gui lv ,sheng fa she shi jian shu ji neng liang de bian hua gui lv ,pi lie lie feng ping mian kuo zhan yi ji jiang ye kuo san xing tai de bian hua gui lv 。

论文参考文献

论文详细介绍

论文作者分别是来自中国矿业大学的徐杰,发表于刊物中国矿业大学2019-07-18论文,是一篇关于岩石注浆论文,压裂效应论文,裂缝扩展论文,浆液扩散论文,影响因素论文,中国矿业大学2019-07-18论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自中国矿业大学2019-07-18论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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