深部开采岩体围压卸荷-渗流致拉破裂机制 被引量：6

1

作者 李春元 崔春阳 +5 位作者 雷国荣 左建平 于祥 何团 李向上 杜伟升 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期3069-3082,共14页

受开采卸荷扰动影响,深部岩体裂隙内的高压力承压水极易渗透进入采场或采空区而诱发突水灾害。为研究深部开采高应力岩体围压的卸荷-渗流致裂力学机制,基于岩体裂隙的应力集中演化方程及有效应力原理,计算并获得了围压卸荷-渗流过程中... 受开采卸荷扰动影响,深部岩体裂隙内的高压力承压水极易渗透进入采场或采空区而诱发突水灾害。为研究深部开采高应力岩体围压的卸荷-渗流致裂力学机制,基于岩体裂隙的应力集中演化方程及有效应力原理,计算并获得了围压卸荷-渗流过程中裂隙岩体内拉应力的演化规律,确立了岩体裂隙产生卸荷-渗流致拉破裂的条件及力学机制;结合应力卸荷量定义及Bandis双曲线裂隙变形公式,计算获得了不同采深岩体围压卸荷-渗流致拉破裂的卸荷量临界值变化规律,发现了裂隙岩体的渗透率突变点即为其卸荷-渗流致拉破裂的卸荷量临界值,对比分析了岩体围压卸荷-渗流过程中拉破裂与剪切破裂的关系,并进行了试验验证。结果表明:受围压卸荷及承压水渗流影响,深部裂隙岩体内部产生了与卸荷方向平行的附加拉应力Δσ_(T);且岩体内裂隙尺寸越大,Δσ_(T)峰值越高;Δσ_(T)随采深及承压水压力增加而增大。当Δσ_(T)大于等于岩体围压及裂隙结构抗拉强度之和时,岩体内产生拉破裂,并将导致岩体渗透率非线性突增,突变点恰为岩体拉破裂的卸荷量临界值;且采深及承压水压力越大,岩体渗透率突变点的围压卸荷量越小。而受裂隙岩体结构及属性参数影响,岩体拉破裂的卸荷量临界值可高于或低于剪切破裂;随采深增加,岩体可由剪切破裂向拉破裂转变。 展开更多

关键词 拉破裂 卸荷-渗流 围压 岩体裂隙 深部开采

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高偏应力煤巷围岩拉剪破裂特征及分区控制方法研究

2

作者 高永格 徐振铭 +5 位作者 洛锋 陈振 王鹏 李盟 高帅 何团 《采矿与岩层控制工程学报》 EI 北大核心 2024年第4期62-75,共14页

为获得高偏应力巷道围岩拉剪破裂特征并提出优化支护方案,以山西某矿孤岛工作面为背景,采用理论分析、数值模拟、相似模拟相结合的研究手段,分析了高偏应力条件下巷道围岩拉剪破裂分布特征及演化规律,揭示了托顶煤巷道围岩拉剪破裂机制... 为获得高偏应力巷道围岩拉剪破裂特征并提出优化支护方案,以山西某矿孤岛工作面为背景,采用理论分析、数值模拟、相似模拟相结合的研究手段,分析了高偏应力条件下巷道围岩拉剪破裂分布特征及演化规律,揭示了托顶煤巷道围岩拉剪破裂机制,提出了高偏应力条件下巷道围岩沿掘进方向的全长分区控制方法。研究结果表明:(1)当侧压系数λ为0.60时,巷道围岩两帮呈“楔形”破坏,顶底出现明显卸荷并在巷道围岩四角点处产生应力集中;侧压系数λ逐渐减小至0.24的过程中,巷道围岩以两帮破坏为基础,在剪切应力作用下“蝶叶”逐渐发育,并最终形成蝶形破裂。(2)开挖破坏区围岩的浅部存在拉剪混合破裂区域,以张拉破裂为主;围岩深部为剪切破裂。围岩破裂演化过程可划分为3个阶段,分别为环自由面的自身破坏阶段、“蝶叶”孕育扩展阶段和“蝶叶”扩展稳定阶段。(3)定义了基于巷道全长分区的应力阈值,提出了掘进巷道全长分区支护方法,可为后续采煤工作面巷道的差异化支护提供理论参考。 展开更多

关键词 高偏应力 拉剪破裂 托顶煤巷道 分区支护

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深部开采原生煤岩组合体围压卸荷致裂特征及破裂模式 被引量：10

3

作者 李春元 雷国荣 +4 位作者 何团 左建平 于祥 郑建伟 齐庆新 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期678-692,共15页

受开采卸荷扰动影响,深部岩体互层及其组合结构系统的破裂失稳是诱发采场突水等灾害的主要原因之一。为研究深部开采围压卸荷对岩体组合结构破裂的影响,室内开展了原生煤岩组合体三轴加卸荷-渗流试验,获得了不同初始围压下原生煤岩组合... 受开采卸荷扰动影响,深部岩体互层及其组合结构系统的破裂失稳是诱发采场突水等灾害的主要原因之一。为研究深部开采围压卸荷对岩体组合结构破裂的影响,室内开展了原生煤岩组合体三轴加卸荷-渗流试验,获得了不同初始围压下原生煤岩组合体围压卸荷致裂的竖向、倾斜及环向裂隙分类特征,研究了其轴压卸荷起点、围压卸荷终点的强度特征及主导破裂模式的力学机制;结合CT扫描与三维重构技术,获取了原生煤岩组合体卸荷破裂的几何特征;建立了围压卸荷量与岩体卸荷致拉破裂、致剪破裂的关系,揭示了围压卸荷致裂模式与渗透率突变关系,验证并判定了不同初始围压下原生煤岩组合体的主导卸荷致裂模式。结果表明:在围压卸荷和轴压加载共同作用下,原生煤岩组合体卸荷破裂模式主要分为围压卸荷致拉破裂、致剪破裂及轴压协同卸荷致裂模式3类;随初始围压增加,原生煤岩组合体围压卸荷致拉破裂的围压卸荷终点临界值及致剪破裂的轴压卸荷起点临界值均线性增加;围压卸荷可致轴压协同卸荷突降并驱动煤岩分界面及层理等原生裂隙结构环向张拉破裂,且以沟通倾斜及竖向裂隙为主导;而围压卸荷致拉破裂与致剪破裂模式均可致原生煤岩组合体渗透率突变增高,突变点致裂模式与其围压卸荷终点的卸荷量临界值密切相关。 展开更多

关键词 深部开采 煤岩组合体 围压 应力卸荷 拉破裂 剪破裂

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雁列式断层拉张破裂有限元数值模拟 被引量：11

4

作者 王来贵 赵娜 +1 位作者 周永发 马少鹏 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2008年第2期204-206,共3页

为了研究典型断层构造形式——雁列式断层的变形破坏特征,采用拉张破裂有限元程序开裂准则8,当0.995σmax≤σ1≤σmax时节点开裂,模拟了雁列式断层的破裂过程。雁列式断层按错列方向与运动方向的关系可分为两类:拉张型和挤压型。分别... 为了研究典型断层构造形式——雁列式断层的变形破坏特征,采用拉张破裂有限元程序开裂准则8,当0.995σmax≤σ1≤σmax时节点开裂,模拟了雁列式断层的破裂过程。雁列式断层按错列方向与运动方向的关系可分为两类:拉张型和挤压型。分别对这两种断层结构的破裂过程进行了模拟,并与数字散斑实验和岩石试件现场实验结果进行了对比,数值试验很好的模拟了第2条裂纹即拉破坏裂纹,可以为研究地震的发生机制及前兆特征等提供理论支持。 展开更多

关键词 雁列式断层 拉张破裂 数值模拟 有限元

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方形盒制件圆角处拉深破裂的数值模拟 被引量：7

5

作者 李金燕 傅建 +2 位作者 彭必友 董敏 林南 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期34-38,47,共6页

金属薄板成形的数值模拟技术在冲压件生产和模具设计中起着重要的作用。文章借助Dynaform软件对某方形盒制件拉深破裂现象进行数值模拟,分析其产生原因和影响因素,并利用正交实验找出防止该制件圆角破裂的拉深条件组合。结果表明,在冲... 金属薄板成形的数值模拟技术在冲压件生产和模具设计中起着重要的作用。文章借助Dynaform软件对某方形盒制件拉深破裂现象进行数值模拟,分析其产生原因和影响因素,并利用正交实验找出防止该制件圆角破裂的拉深条件组合。结果表明,在冲压速度、凸模圆角半径、摩擦系数和板料厚度4个因素中,凸模圆角半径对盒形件拉深破裂的影响最大。为降低因圆角处板料剧烈减薄而产生破裂的几率,盒形件拉深时应采用较大的凸模圆角半径。 展开更多

关键词 盒形制件 拉深破裂 数值模拟 正交实验 影响因素

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不同形状硐室拉张破裂有限元数值模拟 被引量：5

6

作者 王来贵 初影 赵娜 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2009年第3期462-466,共5页

目的研究地下硐室开挖过程中,不同形状的地下硐室其围岩的破坏形式.方法采用可模拟拉张破裂的有限元软件,给出拉张破裂的判据,分别选取圆形、直墙拱形、长方形、梯形、半圆形硐室模型进行拉张破裂有限元数值模拟.结果得出了不同形状硐... 目的研究地下硐室开挖过程中,不同形状的地下硐室其围岩的破坏形式.方法采用可模拟拉张破裂的有限元软件,给出拉张破裂的判据,分别选取圆形、直墙拱形、长方形、梯形、半圆形硐室模型进行拉张破裂有限元数值模拟.结果得出了不同形状硐室受拉破裂的破坏形式,圆形、直墙拱形、半圆形硐室的顶部应力集中明显,接近点集中.长方形、梯形拉应力均沿顶、底边线性分布.结论由不同形状硐室的破坏形式可以看出,拉应力集中在硐室顶底部,在拉应力最大点首先开裂,开裂后应力重新分布形成新的应力集中;单元破裂后,抵抗变形和破坏的能力下降,相邻单元出现明显应力集中,加速裂纹的产生;单元破坏后不能再承受拉应力,但是可以承受压应力. 展开更多

关键词 硐室 拉张破裂 数值模拟 判据 过程演化

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岩石圆环试件拉张破裂结构演化有限元模拟 被引量：7

7

作者 王来贵 赵娜 周永发 《自然科学进展》 北大核心 2009年第4期467-472,共6页

岩石具有低抗拉特性,抗拉强度控制着岩体工程的整体稳定性.利用有限元方法,对岩石圆环试件拉张破裂过程的结构演化过程进行了研究.模拟结果显示:圆环结构受拉应力作用发生破裂,形成不连续面;圆环在拉应力作用下不断形成破裂面,结构形式... 岩石具有低抗拉特性,抗拉强度控制着岩体工程的整体稳定性.利用有限元方法,对岩石圆环试件拉张破裂过程的结构演化过程进行了研究.模拟结果显示:圆环结构受拉应力作用发生破裂,形成不连续面;圆环在拉应力作用下不断形成破裂面,结构形式相应发生演化,并导致应力状态改变,最终圆环结构内壁上下、外壁左右全部开裂,系统不稳定、丧失承载能力,完全破坏.将有限元模拟结果与实验结果对比二者相吻合,可为研究岩石的破裂规律及裂纹扩展提供新的研究方法. 展开更多

关键词 岩石试件 拉张破裂 结构演化 有限元

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混凝土预制缺口梁试件拉张破裂数值模拟 被引量：1

8

作者 王来贵 初影 +1 位作者 赵娜 曹彦彦 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2009年第6期1100-1104,共5页

目的针对混凝土抗压不抗拉的特性,探讨混凝土预制缺口梁断裂过程中裂纹尖端应力分布及裂纹扩展规律.方法采用拉张破裂有限元软件,对预制缺口在梁的顶部和在底部不同位置的模型进行数值模拟,描述拉张破裂后形成的不连续面.结果得出了不... 目的针对混凝土抗压不抗拉的特性,探讨混凝土预制缺口梁断裂过程中裂纹尖端应力分布及裂纹扩展规律.方法采用拉张破裂有限元软件,对预制缺口在梁的顶部和在底部不同位置的模型进行数值模拟,描述拉张破裂后形成的不连续面.结果得出了不同方案中预制梁受拉破裂的破坏形式.缺口到梁跨度中心线的距离越小,梁试件底部拉应力区域越小;缺口到梁跨度中心线的距离越大,梁试件底部的拉应力区域越大.结论由不同方案破坏形式可以看出,缺口梁受拉应力作用发生破裂,形成不连续面;随着破裂面的形成与发展,混凝土梁的结构形式发生相应改变,导致应力状态随之调整.缺口的位置直接影响梁结构的破裂方式,缺口到梁跨度中心线的距离在一定的范围内,缺口控制着梁破坏的形式,破裂沿缺口发展;超出范围以后,缺口的存在不影响梁的破坏形式,破裂的形成、发展形式与无缺口梁的破坏形式相同. 展开更多

关键词 混凝土 拉张破裂 数值模拟 裂纹 拉应力

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方形巷道围岩拉剪破裂网络发育及演化规律 被引量：5

9

作者 郭钇君 洛锋 +3 位作者 李盟 孙赓 刁杨龙 续培东 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2022年第2期50-58,共9页

为了研究方形巷道围岩拉剪破裂机制及其演化规律,基于有限元数值模拟试验和相似材料模拟试验,建立静水压力条件下平面应变方形巷道模型,对比分析了不同埋深条件下巷道围岩拉剪破裂网络发育及演化规律。结果表明:随着埋深增加,方形巷道... 为了研究方形巷道围岩拉剪破裂机制及其演化规律,基于有限元数值模拟试验和相似材料模拟试验,建立静水压力条件下平面应变方形巷道模型,对比分析了不同埋深条件下巷道围岩拉剪破裂网络发育及演化规律。结果表明:随着埋深增加,方形巷道围岩拉剪破裂网络以方形绕轴旋转的方式向巷道深部围岩扩展发育,剪切破裂首先由巷道4个角点形成并以剪切滑移方式发育扩展,拉破裂沿方形巷道围岩最大主应力方向发育;通过自行研制的双轴加载试验台进行相似材料模拟试验,发现剪切破裂首先出现在方形巷道4个角点,随着埋深增加,顶底板和两帮浅部围岩出现冒顶、底臌、片帮等现象,深部围岩出现剪切破裂并逐渐发育贯通;通过相似材料模拟试验与数值模拟试验对比,发现两者围岩破裂形式及塑性区形态基本一致,据此提出了方形巷道围岩拉剪破裂网络形态发育规律概念化模型,可为实现方形巷道的靶向支护提供理论基础。 展开更多

关键词 方形巷道 拉剪破裂 相似材料模拟 靶向支护

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不同锚固参数岩体破裂变形特征研究

10

作者 高帅 续培东 +2 位作者 胡佳琦 张顺 徐振铭 《煤炭与化工》 CAS 2023年第3期1-5,10,共6页

为探究在不同锚固参数条件下锚杆对深部巷道围岩拉剪复合破裂的控制作用,通过对准平面应变条件下不同锚固参数锚固体试件展开单侧临空加载试验,对比分析了不同锚固间距与锚固角度条件下锚固体拉剪破裂演化及变形特征。研究表明,水平锚... 为探究在不同锚固参数条件下锚杆对深部巷道围岩拉剪复合破裂的控制作用,通过对准平面应变条件下不同锚固参数锚固体试件展开单侧临空加载试验,对比分析了不同锚固间距与锚固角度条件下锚固体拉剪破裂演化及变形特征。研究表明,水平锚固与倾斜锚固2种锚固方式均可有效提升试件的抗变形能力,对试件的变形破坏有明显抑制作用;水平锚固可以有效抑制试件张拉破裂,并在一定范围内随锚杆间距的减小抑制作用逐渐提升;倾斜锚固对试件剪切破裂抑制作用更加明显,且在倾斜锚固过程中存在最优锚固角度。此次试验为进一步展开研究提供了理论参考。 展开更多

关键词 锚固机理 锚固体 准平面应变 拉剪破裂

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页岩宏观破裂模式与微观破裂机理 被引量：44

11

作者 钟建华 刘圣鑫 +5 位作者 马寅生 尹成明 刘成林 李宗星 刘选 李勇 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期242-250,共9页

通过对页岩组构特征、力学特征、裂纹和断口微观形貌特征的研究,揭示了页岩宏观破裂的微观机制、控制因素及其破裂模式。研究表明,页岩的宏观破裂受到组构特征、取心方向、围压等多种因素的影响,由页岩内部发育的孔隙和微裂隙扩展、合... 通过对页岩组构特征、力学特征、裂纹和断口微观形貌特征的研究,揭示了页岩宏观破裂的微观机制、控制因素及其破裂模式。研究表明,页岩的宏观破裂受到组构特征、取心方向、围压等多种因素的影响,由页岩内部发育的孔隙和微裂隙扩展、合并、贯通而形成。宏观破裂模式包括剪切型破裂、拉张型破裂和滑移型破裂,微观上,微裂隙破裂主要包括剪切滑移型(Ⅱ型)、拉张型(Ⅰ型)两种类型。本质上,页岩的剪切破裂和滑移破裂都是由于微裂隙的剪切滑移破裂引起的,只因受页岩结构的影响表现出不同的破裂模式;拉张型破裂是由于微裂隙的张性扩展引起的。另外,宏观破裂过程中,微裂隙的剪切和拉张两种破裂共存,但对宏观破裂贡献大小不同。最后建立了页岩的破裂模式,即剪切型破裂、拉张型破裂和滑移型破裂,并从微观上解释了宏观破裂的微观机理。 展开更多

关键词 页岩 宏观破裂模式 微观破裂机理 微裂隙 剪切破裂 拉张破裂

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不同地应力状态下水力压裂的破裂模式 被引量：16

12

作者 阳友奎 肖长富 +1 位作者 吴刚 邱贤德 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 1993年第3期30-35,共6页

分析了水力压裂中各种可能的破裂模式及其相应的破裂压力,并给出了实际上究竟发生了哪类破裂的判定方法。分析表明,孔壁处的初始破裂模式依据不同的地应力状态和岩石的物理力学特性而表现为纯拉破坏或剪切破坏,且引起铅直剪切破裂的应... 分析了水力压裂中各种可能的破裂模式及其相应的破裂压力,并给出了实际上究竟发生了哪类破裂的判定方法。分析表明,孔壁处的初始破裂模式依据不同的地应力状态和岩石的物理力学特性而表现为纯拉破坏或剪切破坏,且引起铅直剪切破裂的应力状态有两种不同的组合方式。 展开更多

关键词 水力压裂 破裂模式 拉伸破裂

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地震地表破裂特征及其对应的分析方法 被引量：4

13

作者 赵纪生 陶夏新 +1 位作者 师黎静 刘艳琼 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2007年第3期68-73,共6页

介绍了Kocaeli地震和集集地震的板块构造和区域地震的活动特性,及地震引起的地表破裂,提出了一种基于动力学和界面系统的、局部宏观尺寸的震源动力破裂过程分析方法。归纳出基于材料破坏分析基础的地震地表破裂的5种主要特征,应用材料... 介绍了Kocaeli地震和集集地震的板块构造和区域地震的活动特性,及地震引起的地表破裂,提出了一种基于动力学和界面系统的、局部宏观尺寸的震源动力破裂过程分析方法。归纳出基于材料破坏分析基础的地震地表破裂的5种主要特征,应用材料和界面本构描述的控制方程稳定性讨论,阐明了地表破坏类型对应的力学机制,提出了相应的分析方法。 展开更多

关键词 地震地表破裂 控制方程的稳定性 剪切面 拉伸破裂 破碎带 液化和侧向流动分析

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南海某高温高压井剪切破裂上限压力时变规律研究 被引量：1

14

作者 严海源 石成辉 +4 位作者 冯永存 蔚宝华 李斌 张明 邓金根 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2021年第5期11-15,共5页

成像测井显示南海某高温高压井钻进过程中高密度钻井液不仅导致井壁拉伸缝,还诱发井壁高角度梯形剪切缝。为此,通过分析井周应力和裂缝形状,根据不同的应力组合模式,建立了一套以莫尔—库伦准则为基础的剪切破裂压力计算模型。在此基础... 成像测井显示南海某高温高压井钻进过程中高密度钻井液不仅导致井壁拉伸缝,还诱发井壁高角度梯形剪切缝。为此,通过分析井周应力和裂缝形状,根据不同的应力组合模式,建立了一套以莫尔—库伦准则为基础的剪切破裂压力计算模型。在此基础上,定量分析了拉伸破裂模型和剪切破裂模型计算所得破裂压力的大小,给定了两个模型的适用范围,并进一步分析了破裂压力随钻井循环时间的变化规律。分析认为,地层强度较小时,剪切破裂压力决定钻井液密度上限;地层强度较大时,拉伸破裂压力决定钻井液密度上限;随井周温度降低,两种破裂压力均降低,但是拉伸破裂降低得更快。 展开更多

关键词 高温高压井 高角度梯形剪切缝 剪切破裂 拉伸破裂 时变规律

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方盒形件分块变压边力成形过程中的破裂临界压边力计算——方盒形件分块变压边力成形研究之二

15

作者 王仲奇 雷鵾 王亚红 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期29-32,共4页

在参考文献 [1]力学建模及解析的基础上 ,以分散性失稳理论为依据 ,考虑厚向异性 ,求得方盒形件分块变压边力成形过程中出现壁裂和底裂的判别条件 ,推导出两种情况下极限压边力计算公式 ,并设计算例 ,分析验证。

关键词 方盒形工件 变压边力 拉深破裂 临界压边力 成形研究 壁裂 底裂

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基于内动力的对径压缩岩石拉张破裂演化规律研究

16

作者 赵娜 孙境艺 王来贵 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期264-272,共9页

岩石是一种复杂的天然非均匀脆性材料,拉压性能差距较大,拉破坏往往控制着岩石工程整体的稳定性.论文将岩石内部某一点在一定尺度范围内所受内力的差异性定义为内动力,进行了对径压缩岩石拉张破裂裂纹扩展实验.采用高速摄像机捕捉破裂... 岩石是一种复杂的天然非均匀脆性材料,拉压性能差距较大,拉破坏往往控制着岩石工程整体的稳定性.论文将岩石内部某一点在一定尺度范围内所受内力的差异性定义为内动力,进行了对径压缩岩石拉张破裂裂纹扩展实验.采用高速摄像机捕捉破裂瞬时拉张裂纹扩展过程并用数字散斑软件分析第一主应变演化过程.采用连续-非连续方法模拟对径压缩岩石拉张裂纹扩展过程.从实验结果可以看出:拉张破裂裂纹扩展分为三个阶段:拉张破裂变形累计阶段(宏观无裂纹)、拉张破裂裂纹稳定扩展阶段、拉张破裂裂纹动态张裂阶段.将实验、数值计算结果与解析解进行对比分析,实验与数值计算结果扩展规律基本一致,但是与弹性力学解析解不同.解析解基于均匀性假设,而外载荷及岩石本身是非均匀的.外载荷及岩石本身的非均匀性是裂纹起裂点、扩展路径与解析解不相同的主要原因.综合分析给出拉张破裂裂纹扩展规律:当外载荷作用下内动力超过原子或分子连接力则裂纹扩展,扩展方向与内动力的方向垂直.岩石拉张破裂裂纹扩展演化规律的研究可为岩石工程拉张破坏的预防和控制提供理论依据. 展开更多

关键词 内动力 对径压缩 拉张破裂 演化规律

原文传递

采煤引起地表裂缝数值模拟研究 被引量：12

17

作者 王来贵 初影 赵娜 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2010年第6期1138-1141,共4页

目的研究采煤沉陷区地裂缝演化过程,探讨采煤诱发地裂缝分布规律.方法利用可描述拉张破裂的有限元方法,对沉陷区地裂缝演化过程进行数值模拟.结果当地表岩石的拉应力超过其抗拉强度时,沉陷区外缘地表形成地裂缝;地裂缝走向大致与工作面... 目的研究采煤沉陷区地裂缝演化过程,探讨采煤诱发地裂缝分布规律.方法利用可描述拉张破裂的有限元方法,对沉陷区地裂缝演化过程进行数值模拟.结果当地表岩石的拉应力超过其抗拉强度时,沉陷区外缘地表形成地裂缝;地裂缝走向大致与工作面相垂直,上宽下窄呈"V"字形;覆岩抗拉强度越小,地表越容易形成地裂缝;岩石抗拉强度越大,地表形成较少或不形成地裂缝;开采范围越大,地表拉张破裂区域越大,形成地裂缝越多,工作面推进到一定距离时,原先张开的地裂缝会产生一定闭合;开采深度小,地表易形成地裂缝,甚至会形成地面塌陷,开采深度越大,地表越不容易破坏.结论拉张破裂有限元程序模拟地裂缝,可为研究采煤地裂缝分布和扩展规律提供新的研究方法. 展开更多

关键词 地裂缝 拉应力 拉张破裂 数值模拟

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急倾斜煤层开采诱发地表裂缝数值模拟 被引量：9

18

作者 王来贵 赵尔强 初影 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期245-247,共3页

为了研究急倾斜煤层开采诱发地表裂缝的演化过程,探讨急倾斜煤层开采诱发地裂缝分布规律.利用可描述拉张破裂的有限元方法,对地表裂缝演化过程进行数值模拟.结果显示:最大拉应力集中在地表,地表优先于采空区破裂,采空区下山方向对应的... 为了研究急倾斜煤层开采诱发地表裂缝的演化过程,探讨急倾斜煤层开采诱发地裂缝分布规律.利用可描述拉张破裂的有限元方法,对地表裂缝演化过程进行数值模拟.结果显示:最大拉应力集中在地表,地表优先于采空区破裂,采空区下山方向对应的地表一侧形成裂缝.急倾斜煤层开采地表和采空破裂的顺序与水平、倾斜煤层的破坏顺序相反.煤层倾角很陡时,地表先破裂到一定程度后,采空区才开始破裂.煤层倾角很缓或水平时,采空区先破裂,之后地表才破裂. 展开更多

关键词 急倾斜煤层 地表裂缝 拉张破裂 数值模拟

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重复压裂造缝机理研究 被引量：7

19

作者 李培超 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期1861-1866,共6页

从岩石破坏基本机制入手,研究重复压裂造缝机理。通过分析目的井层天然裂缝分布特征、地应力场和岩石力学特征以及射孔完井工艺、开采因素、压裂工艺等对于重复压裂造缝的影响,给出了具有天然裂缝低渗透储层重复压裂造新缝的理论判据。... 从岩石破坏基本机制入手,研究重复压裂造缝机理。通过分析目的井层天然裂缝分布特征、地应力场和岩石力学特征以及射孔完井工艺、开采因素、压裂工艺等对于重复压裂造缝的影响,给出了具有天然裂缝低渗透储层重复压裂造新缝的理论判据。以安塞油田王窑区块为例,进行了具体实例分析。结果表明,裂缝转向并不等同于地应力场转向,即便地应力场不发生变化,也可通过采取其他合适的压裂措施或工艺来实现裂缝转向。 展开更多

关键词 天然裂缝 重复压裂 裂缝转向 地应力场转向 拉伸破裂 剪切破裂

原文传递

露天矿饱水砂质边坡失稳破坏机理研究 被引量：1

20

作者 赵娜 王来贵 高龙飞 《露天采矿技术》 CAS 2019年第2期1-5,9,共6页

为了研究露天矿开采中高含水率、大厚度第四系、第三系泥砂质边坡的破坏机理,通过沙体渗流携沙实验模拟动水压力下饱和沙体空洞的形成过程,从实验结果可以看出,动水压力越大,携沙量越大,所形成的空洞就越大。分析水对饱水泥砂质边坡的影... 为了研究露天矿开采中高含水率、大厚度第四系、第三系泥砂质边坡的破坏机理,通过沙体渗流携沙实验模拟动水压力下饱和沙体空洞的形成过程,从实验结果可以看出,动水压力越大,携沙量越大,所形成的空洞就越大。分析水对饱水泥砂质边坡的影响,并从细观尺度分析动水压力在坡脚形成空洞的过程,同时采用自主研发的拉张破裂数值模拟软件模拟空洞形成后,坡顶拉张裂缝形成直至失稳破坏的过程。高含水率砂质边坡失稳破坏机理的研究可为预测、预报露天矿边坡的稳定性提供理论依据。 展开更多

关键词 饱水边坡 失稳破坏 静水压力 动水压力 拉张破裂

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