国家自然科学基金(51304142)
- 作品数：3 被引量：15H指数：2
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- 基于显微CT和造影剂的砂岩静水压力细微成像初步研究
- 2015年
- 为了清楚地识别砂岩岩芯内部在静水压力下结构的变化,并对其进行定量描述,深入研究砂岩的渗透特性,应用医学注射剂泛影葡胺作为砂岩渗流造影剂,通过高精度显微CT对砂岩不同静水压力下渗流进行扫描,重建了不同层面CT图像,分析被扫描试件的衰减系数,实现了砂岩显微结构和渗透过程的定量分析。试验结果表明,造影剂作为渗透流体,可更清晰地分辨渗流状态;沿试件直径方向,外部CT值增量随压力近似呈直线递增,较容易发生渗透,内部则近似呈指数递增;静水压力大于15 MPa,CT值增量明显减少,说明此压力时砂岩孔隙基本达到饱和,再增加压力,其孔隙流体的含量增加就十分微弱。本研究为多孔介质渗流研究提供了新方法。
- 王建美冯增朝周动赵静
- 关键词：造影剂静水压力砂岩
- 煤吸附甲烷结构变形的多尺度特征被引量：11
- 2019年
- 通过扫描电镜对细观无烟煤样表面结构进行观测,研究了由结构镜质体与细观裂隙引起的煤体细观结构多尺度非均质特征;对比煤样表面CT扫描测试与分析结果,证实了不同尺度下煤体细观结构非均质特征与密度非均匀分布的一致性,即,在较小尺度下,由于煤中结构镜质体与细观裂隙结构的多样性,煤的细观结构和密度分布非均匀性很强,随着尺度的增大,煤的细观结构非均质特征减弱,密度分布非均匀性也减弱。通过对不同吸附压力下煤吸附甲烷CT扫描的数据进行多尺度三维分割与统计,揭示了煤吸附甲烷后细观结构膨胀/挤压变形与密度分布的相关性随结构尺度变化的规律;在小尺度上,低密度结构容易被挤压,中密度结构膨胀和挤压变形同时存在,高密度结构易于发生膨胀变形。随着煤结构尺度的增大,变形方式与原始结构密度的相关性降低。通过对不同尺度与吸附压力下的煤结构膨胀/挤压变形量、膨胀/挤压变形体积统计与分析,发现在甲烷吸附过程中,煤结构的膨胀变形和挤压变形均随结构尺度的增加而减小。煤的膨胀变形主要受吸附压力和结构尺度的影响,而挤压变形主要受结构尺度的单一因素的影响;煤中挤压变形体积始终小于膨胀变形体积。煤体结构的膨胀变形量与挤压变形量随尺度增加的衰减过程是非同步的,在小尺度下,煤体结构的挤压变形量比膨胀变形量更大,随着尺度增加,挤压变形量衰减速度比膨胀变形量衰减速度更快。研究结果对于煤层气开采过程中的气体渗流特征的多尺度精准动态评提供借鉴。
- 周动冯增朝王辰沈永星
- 关键词：SEM-EDSCT
- 三维应力作用下煤与瓦斯突出模拟试验及机理分析被引量：4
- 2018年
- 煤与瓦斯突出是煤矿事故中最为剧烈的动力灾害之一,利用自主研制的"三维加载煤与瓦斯突出模拟试验装置"对煤与瓦斯突出孕育及发生过程进行了三维模拟试验,并进一步探究和分析了煤与瓦斯突出产生机理。研究发现:煤体内部瓦斯压力随体积应力的增大而增大,并且与之有很好的相关性,直至突出发生;建立了煤体应力与瓦斯压力综合作用的突出判断准则,且与试验结果吻合较好,拟合程度较高;提出了煤与瓦斯的突出是一个综合作用的过程,不仅受地应力、瓦斯压力和煤体强度的影响,还与突出口煤岩体抵抗强度有关。
- 李慧冯增朝赵东王雪龙
- 关键词：煤与瓦斯突出三维模拟瓦斯压力
