高水压条件下大理岩破坏机理试验研究
岩体水压致裂机理研究及在矿山突水中的应用的开题报告
岩体水压致裂机理研究及在矿山突水中的应用的开题报告1. 研究背景和意义岩石力学及工程领域中，岩体水压致裂是一种常见的物理现象。
在矿山开采过程中，由于开采工作面深度增大，地下水位难以控制，岩体破裂的风险也愈加增大，从而导致矿山突水事件的发生。
因此，深入研究岩体水压致裂机理是防止矿山突水事故的重要手段之一。
本课题旨在通过对岩体水压致裂机理的研究，探究其在矿山突水中的应用。
2. 研究内容和方法本研究主要包括以下内容：（1）岩体水压致裂的机理分析与模型建立。
通过实验研究和数值模拟建立水压致裂的机理模型，为后续的矿山突水预测提供理论支持。
（2）岩体水压致裂与矿山突水的关联分析。
通过对岩体水压致裂机理及其因素的分析，探究其与矿山突水的关联性，为防治矿山突水提供科学依据。
（3）基于机理模型的矿山突水预测方法。
基于建立的水压致裂机理模型，提出一种基于机理的矿山突水预测方法，以便及时有效地防止矿山突水事故的发生。
本研究主要采用实验研究、数值模拟和理论分析相结合的方法，通过岩体水压致裂机理的研究，探讨其在矿山突水中的应用。
3. 预期成果和意义本研究旨在通过对岩体水压致裂机理的深入研究，探究其在矿山突水中的应用，预期取得以下成果：（1）建立基于岩体水压致裂机理的矿山突水预测模型，准确预测矿山突水的风险。
（2）阐明岩体水压致裂与矿山突水的关联性，提出防止矿山突水的有效措施。
（3）为矿山工程的安全施工、避免事故发生提供理论依据和技术支持。
4. 计划进度和研究方法（1）前期准备阶段（1个月）：对相关文献进行研究，并确定研究方案，明确研究目标。
（2）实验研究阶段（3个月）：建立实验平台，通过模拟不同条件下的水压致裂过程，获取相关数据。
（3）数值模拟阶段（2个月）：通过使用数值模拟软件，对实验结果进行模拟分析，得出相应的机理模型。
（4）理论分析阶段（1个月）：对机理模型进行理论分析，为后续构建预测模型做好理论准备。
（5）预测模型构建阶段（1个月）：基于机理模型构建相应的矿山突水预测模型。
高压水射流破岩机理的几个问题
高压水射流破岩机理的几个问题摘要：高压水射流是一种常规的岩石破碎方法，它能够通过高速的水流对岩石进行冲击和破碎。
本文将讨论高压水射流破岩的机理，并回答几个与此相关的问题。
引言高压水射流破岩是一种广泛应用于工程和矿山领域的岩石破碎方法。
随着工业技术的不断进步，破碎机械在岩石破碎过程中的应用不断增加。
其中，高压水射流作为一种非常规的破碎方法，受到了广泛的关注。
本文将对高压水射流破岩的机理进行分析，并回答几个与此相关的问题。
问题一：高压水射流破岩的原理是什么？高压水射流破岩的原理是利用高速的水流对岩石的冲击和破碎作用。
在高压水射流破碎作业中，首先需要产生高压水射流，常见的设备有高压水泵和喷嘴。
高压水泵通过压缩机将水压提高到几百兆帕至几千兆帕的高压，在喷嘴的作用下，高压水以高速射流的形式喷射出来。
当高压水射流冲击到岩石表面时，会产生巨大的冲击力，使岩石发生破裂和溶解。
同时，高压水射流还能够将岩屑冲刷掉，达到清理和破碎的效果。
问题二：高压水射流破岩的参数对破碎效果有什么影响？高压水射流破岩的参数对破碎效果有重要影响。
首先是水压的大小，水压越高，冲击力越大，岩石破碎的效果也就越好。
其次是水流速度，水流速度越高，冲击力也就越大。
此外，喷嘴的尺寸和形状也会对破碎效果产生影响。
大尺寸喷嘴能够产生更大的水流量和流速，从而产生更大的冲击力。
而不同形状的喷嘴能够使水流产生不同的速度和角度，进而产生不同的冲击效果。
问题三：高压水射流破岩有哪些优点和局限性？高压水射流破岩具有一些优点。
首先，它是一种非常规的破碎方法，相比传统的破碎机械，高压水射流对环境的污染和噪音的产生较小，可有效降低对周围环境的影响。
其次，高压水射流具有极高的冲击力，在短时间内能够迅速破碎和清理岩石，提高开采效率。
此外，高压水射流对不同类型的岩石适应性强，可以应用于各种岩石的破碎作业。
然而，高压水射流破岩也存在一定的局限性。
首先，高压水射流设备和操作技术的要求较高，需要专业的设备和技术支持。
高压水射流破碎岩石的原理
高压水射流破碎岩石的原理1引言高压水射流是近30年发展起的切割、破岩、清洗、除垢(锈)新技术，正越来越广泛地应用于煤炭、石油、化工、机械、建筑、交通、航空和军工等部门[1]。
随着设备研制水平的提高，射流技术逐渐由高压向超高压方向发展，超高压水射流技术已成功地应用于金属、岩石与复合材料的精密切割、破碎和加工[2]，其应用领域不断扩大，应用前景十分广阔。
但目前人们对水射流冲击破岩机理的认识仍然不够深入，造成这种局面的主要原因是水射流本身的复杂性，破岩过程短暂且变化多端，再加上岩石材料的透明性差，研究人员很难观察和捕捉到水射流冲击岩石时岩石内部应力应变及其他相关信号。
对水射流作用下岩石产生的破坏主要以哪种形式为主，是拉应力、切应力、还是压应力引起的，以及岩石破碎发展过程仍存在广泛的争论[3-5]。
水射流破岩机理的研究现状与存在问题包括:①水射流破岩机理的研究，难点在于水射流加载特性和岩石破碎机理两方面；②理论研究与试验研究手段存在局限，对水射流作用下岩石破坏机理的观点多，还没有形成统一学说；③水射流的加载特性和岩石的破坏形式存在广泛争论；④射流冲击下岩石的破碎主要与应力状态和材料强度有关，冲击中水射流产生的应力分布对确定破碎机理十分重要；⑤数值方法对射流的描述较为简化，导致射流冲击载荷与岩石内部应力分布计算存在误差；⑥水射流冲击下流体与岩石介质的祸合作用分析不够。
2水射流破岩研究进展2.1淹没射流的理论研究具有一定尺寸的液体不受固体边界的限制在相同或不同的介质中流动称为射流。
当射流射入密度较射流本身密度小的介质中称为非淹没射流；当射流射入密度较本身密度大或相等的介质中称为淹没射流。
淹没射流依其射入边界条件，又可分为自由射流及非自由射流。
射流的密度与被射入介质的密店拼目等，且未被固体边界所限制(或这种限希可忽略)时，这种射流称为淹没自由射流。
反之，称为淹没非自由射流。
淹没自由射流的结构见图2-1。
固体边界对淹没非自由射流造成的影响见图2-2。
基于SPH算法的高压水射流破岩机理数值模拟
∫ [ A ( r) ] = A ( r′) ·W ( r - r′, h) d r′ Ω
式中 , h 为 SP H 粒子光滑长度 ,m ,是核宽度的一种 度量 ,它决定核函数的区域影响半径 ; d r′为体积 , m3 ; W ( r - r′, h) 为核函数 ,通常使用辅助函数θ( x) 进行定义 ,即
1
-
γo 2
μ-
aμ2 2
1-
( S1 -
1)μ-
μ2 S2 μ+ 1 -
S3
μ3 (μ+ 1) 2
2+
(γo + aμ) E
式中 , E 为单位体积内能 ,J ; C 为冲击波速度2粒子
速度关系式 us2up 曲线截距 , m/ s ; S1 、S2 和 S3 分别
为 us2up 曲线斜率 ;γo 为 Gruneisen 系数 ;α为关于
非线性有限元法和 Hoff man 破碎准则研究了高压 水射流破碎岩石的规律 。但在传统有限元法计算 时 ,采用 Lagrange 方法在处理物体大变形时 ,由于 网格发生畸变将产生负体积导致计算终止 ,同时沙 漏模式的存在也将影响到计算的准确性 ,而 Euler 方法则存在着难以跟踪物质变形和不能识别材料界 面位形的缺点 。近年来兴起的 SP H 算法 (光滑粒子 流体动力学) 则摒弃了有限元网格 ,直接利用离散点 来构造近似函数 ,能方便处理大变形和应力应变局 部化等难题 ,但由于其计算效率不高 ,耗费时间长 , 所以 本 文 将 利 用 AN S YS/ L S2D YNA 软 件 , 采 用 SP H 法和有限元耦合算法模拟高压水射流破岩三 维非线性大变形冲击动力学问题 ,把变形较小区域 建成有限元网格 ,而大变形或网格畸变区域则建成 SP H 粒子 ,既保证计算精度又能提高计算效率 。
QK-超高压水射流冲蚀切割岩石断口微观断裂机理实验研究
第19卷第4期2005年12月高压物理学报CHIN ESE J OU RNAL OF HIGH PRESSURE P H YSICS Vol. 19, No. 4Dec. , 2005文章编号:100025773(2005 0420337206超高压水射流冲蚀切割岩石断口微观断裂机理实验研究3李根生1, 廖华林2(1. 中国石油大学(北京石油天然气工程学院, 北京102249;2. 中国石油大学(华东石油工程学院, 山东东营257061摘要:由于岩石破碎过程的复杂性, 目前对水射流的破岩机理的认识仍然不十分清楚。
先采用超高压万能水射流切割机冲蚀切割岩石, 行观测, 分析了岩石在超高压水射流作用下的破坏形式。
观测分析表明, 形成的切槽主要有长形规则和漏斗状两种形状。
破坏和剪切破坏两种, 剥落岩块以穿晶断裂为主, ; 切槽凹侧面主要是剪切错动, 依据。
关键词:; 扫描电镜:文献标识码:A1引言尽管水射流破岩技术已广泛应用于矿山开采、石油钻探、巷道挖掘和岩石切割等有关工程领域[1], 但由于岩石破碎过程的复杂性, 对水射流的破岩机理的认识仍然不十分清楚。
造成这种局面的主要原因是水射流本身的复杂性, 破岩过程短暂且变化多端, 再加上岩石材料的透明性差, 研究人员很观察和捕捉到水射流冲击岩石时岩石的内部应力应变及其它相关信号。
至今, 人们对水射流作用下岩石产生的破坏主要以哪种形式为主, 是拉应力、剪应力、还是压应力引起的, 以及岩石破碎发展过程仍存在广泛的争论[2]。
水射流基本参数对破岩效果影响的实验, 主要是宏观分析与观察, 还难以建立宏观破岩效果与岩石微观断裂机理之间的联系。
近年来, 国内外学者逐渐重视岩石断口微观分析, 将微观形貌破坏特征同岩石微观裂纹扩展到断裂破坏的力学机制联系起来, 从微观方面研究岩石的破坏规律, 为岩石损伤演化过程、细观力学研究提供实测依据, 最终建立起岩石微观破坏机制和宏观断裂分析的桥梁, 其理论意义和理论价值都是很深远的[3,4]。
高温状态下大理岩力学性能实验研究
作 用 下 内部 结 构 变 化 的 特 征 ， 为相 关岩 体 工程 设 计 与 研 究 提 供 参 考 。 可
关键 词 ： 理 岩 ； 温作 用 ； 学性 能 ； 大 高 力 实验 研 究
中图分类 号 ： ＴＵ４ ８ ３ ５ ．
文献标 志码 ： Ａ
文章编 号 ：０ ６７ ２ （０ ８ ０ —０ ６０ １ ０ —３ ９ ２ ０ ）６０ ４ －５
Ｍ ｅ ｈａ ｉ ａ ｏ ｅ ｔｅ ｆ Ｍ ａ ｂ ｅ ａ ｉ ｈ Ｔｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ｃ ｎ ｃ ｌＰｒ ｐ ｒ ｉ ｓ ｏ ｒ ｌ ｔＨ ｇ ｍ ｅ ａ ｕ ｅ
ｍｏ ｕ ｕ ｅ ｒ ａ ｅ ｗｉ ｎ ｒ ａ ｉ ｇ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｓ ｎ ｈ ｏ ｋ ｍ ｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ｔ ｅ ｇ ｈ ｄ ｃ ｅ ｓ ｓ ｓ ｄ ｅ ｌ ｎ ｃ ｒ ａｎ ｄ ｌ ｓ ｄ ｃ ｅ ｓ ｔ ｉ ｃ ｅ ｓｎ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ，ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｃ ｃ ａ ｉａ ｒ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｅ ｕ ｄ ｎ ｙ ｉ ｅ ｔ ｉ ｈ ｓ ｔ ｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ａ ｇ ｓｗｈ ｌ ｈ ｅ ｋ ｓ ｒ ｉ ｎ ｒ ａ ｅ ｔ ｐ ｓ ｓ ｔ ｅ ｔ ｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ｉ ｅ ． ａ ｂ ｅ ｄ ｃ ｉ ｔ ｎ ｒ ａ ｅ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｒ ｎ ｅ ｉ ｔ ｅ ｐ ａ ｔ ａ ｎ ｉ ｃ ｅ ｓ ｓｓ ｅ ｗｉ ｅａ ｈ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｒｓ ｓ ｅ Ｍ ｒ ｌ ｕ ｔ ｉｙ ｉ ｃ ｅ ｓ ｄ ｌ ｇ ｅ ｔｙ ａ ０ 。 ｒ ａ ｌ ｔ ８ ０ Ｃ． Ｔｈ ｔ ａ ｎ ｉ ｃ ｅ ｓ ｓ ｓｏ ｙ ａ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｒｓ ｓ ａ ｔ ｒ ｔ ｅ ｐ ａ ｔｅ ｓ ｏ ｃ ｒ ， ｂ ｔ ｂ ｉｔｅ ｅ ｓ ｒ ｉ ｎ ｒ ａ ｅ ｌ ｗｌ ｓ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｉｅ ｆ ｅ ｈ ｅ ｋ ｓ ｒ ｓ ｃ ｕ ｓ ｕ ｒｔｌ ｆａ ｔ ｒｎ Ｓ ｔ ｅ ｍａｎ ｄ ｓ ｒ ｃ ｉ ｅ ｍ ａ ｎ ｒ ｏ ｒ ｌ ． Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｌ ｏ ｒ ｆ ｃ ｈ ｕ ｄ ｍ ｅ ｔ ｌｒ ｇ ｌ ｔ ｎ ｏ ｒ ｃ ｕ ｉ ｇ ｉ ｈ ｉ ｅ ｔ ｕ ｔｖ ｎ ｅ ｆ ｍａ ｂ ｅ ｅ ｒ ｓ ｌ ａ ｓ ｅ ｌ ｔ ｔ ｅ ｆ ｎ ａ ｎ ａ ｅ ｕ ａ ｉ ｆ ｓ ｅ ｏ
高应力-高水压-工程扰动下岩石损伤演化规律及渐进破坏机理研究
高应力-高水压-工程扰动下岩石损伤演化规律及渐进破坏机理研究下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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承压水水压对底板岩石裂隙破坏作用分析
２ ］张 乐 中 ． 煤 矿 深 部 开 采底 板 突水 机 理 研 究 【 Ｄ］ ． 长安 大 学 ， 水渗 透渗流过 程 中，减小 且其减小 速率 与岩石 自身种类 结 ［
构、 流体粘 度与密度 、 渗 流路径 、 试件截 面面积 、 以及 应力状态 和 应力水平等有关。岩石渗透率为
Ｙ ＝ ２ ． ５ ２ ２ ８ ５ ＋ ６ ３ １ ３ ． ２ １ ４ ７ ３ ｘ 一 １ ４ ２ ４ ０ １ ． ６ １ ４ ９ ９ ｘ ， 拟合度为 ０ ． ９ ８ １ ９ １ 。 灰 岩 的 轴 向应 力 和 轴 向应 变 曲线 的非 线 性 拟 合 曲线 为 ：
式 中 ：ｔ 。 为 法 向压 力 盯 ＝ ０ 时 的 裂 隙 宽 度 ；Ｐ为 裂 隙 水 静 压 变 形 规 律 。
握 。 结合 Ｆ Ｌ Ａ Ｃ模拟 ， 呈 现 出水 压 对底 板 岩 石 的破 坏 规 律 。
关键词 ： 承压水水压 ； 岩石裂隙； 底板 突水 我国煤矿 开采进入深 部开采 阶段 ， 随着采深 的增加 ， 承压含 岩 石渗 透率的变化与其损伤演化过 程密切相关 ，在开 采过程 中， 水层 的水压 不断增 大 ， 底板 突水危 险也随之增 大 ， 本文 以葛亭煤 灰 岩受 到破 坏后 ， 强度依 旧大于 泥岩 ， 这对预 防底板 突水也起 到 矿 １ １ ６ ０ １ 工作面为例 ， 底板 为泥岩 、 细砂岩 、 十一灰 、 １ ７煤 、 十二灰 了积极 的影 响。因此 ， 两种岩石相结合 ， 能更加有效 的预 防底板突 等岩层 、 十三灰 ， 分析底板岩体 中裂 隙萌发 、 扩展规律 ， 运用 Ｆ Ｌ Ａ Ｃ 水 灾 害 的发 生 。 数值模拟方法解析底板岩石裂隙的破坏情况 。这对于研究 岩石 裂 ３ 水 压对 底板 岩 石 破 坏 规 律 分 析 隙的扩展规律 ， 以及对预防底板 突水具有重大意义 。
某水电站大理岩岩石强度试验研究
振动 波形 ： 弦波 、 削泼 、 正 三 方波 、 斜波 、 随机 波 ； 相位 差 ：～２ Ｏ 任 意设 定 。
（ ） 发射 测量 ： ｉ ｒ效 应 测 试 、 ３声 Ｋａｓ ｅ 破坏 过 程三
８ ２
长 春 工程 学 院学 报 （ 自然 科 学 版 ）
维监 测 。
（） ４ 弹性波 （ 超声 波） 纵 波及两个 相互垂 直剪切 ： 波 实时监 测 、 录 。 记
２／６ ５ ３
８－３ １ ８
ＣＮ ２ １ ２ ／ ２ — ３ ３ Ｎ
某水 电站大理岩岩石强度试验研究
胡 涛
（ 成都 理工大学 地质灾 害 防治与 地质 环境保 护 国家 重 点实验 室 ， 成都 ６ ０ ５ ） １ ０ ９
摘 要 ： 对大理 岩进 行 不 同 围压 状 态 下 的岩 石天 针
１ ２ 试验 设备 ．
然 与饱 和状 态 的三轴 压 缩试 验 ， 对 其进 行 强度 的 并 分析 ， 出 以下结 论 ： 同 围压 下 ， 石 天 然 强度 大 得 相 岩 于饱 和 强度 ； 同一状 态 下 ， 着 围压 的增 加 ， 石峰 随 岩 值 强度 、 残余 强度 随之 增加 ， 峰值 的大 小与 围压 的 但
１ 试 样 制 备 和试 验 设 备
１ １ 试 样 制 备 ．
１ ２ １ 基本 情况 ．． （） １ 试样 种类 ： 岩石 、 混凝 土等脆 性材 料 。
（ ） 验类型 ： ２试 静力学 试验 、 力学试 验 、 动 常温常 压试验 、 温高压 试验 、 高 破坏 学试 验 、 过程 试验 。 勾 全 （ ） 验 项 目： ３试 常规 压 缩 、 轴压 缩 、 点 弯 曲 、 三 三 直接拉 伸 、 间接拉 伸 、 断裂 韧度 。 （） ４ 特殊 功 能 ： 隙水 、 孔 渗透 、 弹性 波 、 声发 射 。 １ ２ ２ 主 要技术 指标 ．． （ ） 力 学 试 验 ： 向 荷 载 ： Ｏ Ｎ（ 缩 ） １静 轴 ４ ６ ０ｋ 压 、
高围压条件下岩石破坏特征及强度准则研究
高围压条件下岩石破坏特征及强度准则研究随着地下开采和工程建设的不断深入，研究岩石高围压条件下的破坏特征和强度准则成为了一个热门话题。
在这篇论文中，我们将对此进行探讨。
一、背景在高围压条件下，岩石的变形和破坏行为与常压条件下有很大的不同。
这不仅影响到开采和地下工程的安全性，也对地下水、矿物等的开发利用产生了影响。
因此，研究高围压条件下岩石的破坏特征和强度准则具有非常重要的意义。
二、高围压条件下岩石破坏特征在高围压条件下，岩石的变形和破坏过程一般可分为三个阶段。
1. 前期变形阶段在高围压条件下，岩石在承受载荷后，表现出的是体积不变的显著挤压变形。
这是由于岩石的弹性变形引起的，而弹性模量与应力有关系，所以在高应力状态下，岩石的弹性模量变小，岩石表现出的弹性变形要小于在常压状态下表现出的弹性变形。
2. 稳定变形阶段随着承受载荷的增加，岩石开始发生不可逆的变形，即塑性变形。
在这个阶段，稳定的集中性裂隙会产生，并在岩石内扩展和连接起来，岩石开始失去强度，产生剪切破坏。
岩石的初始破断可以发生在这个阶段。
3. 加速失稳阶段这个阶段是岩石破坏的最终阶段，称为剪切破断阶段。
在这个阶段，裂隙网络不断扩展，岩石的剪切破坏加速，直到完全破坏为止。
三、高围压条件下岩石强度准则在常压条件下，岩石的强度主要是由抗拉强度和抗压强度组成。
但在高围压条件下，岩石的强度和破坏特征则更加复杂。
因为高围压下，岩石的力学行为是非线性的、多因素的、动态的。
因此，在高围压条件下，研究岩石的强度变化和破坏特征，需要采用更加严谨规范和细致的方法。
1. Mohr-Coulomb准则Mohr-Coulomb准则是最常用的岩石强度准则之一。
该准则认为，岩石的强度主要是由摩擦角和内聚力两个参数确定的。
当岩石受到剪切应力时，只有当应力状态超越摩擦角和内聚力所描述的应力半圆区域，岩石才会发生破坏。
2. Hoek-Brown准则Hoek-Brown准则是一种完整的岩石强度准则，比Mohr-Coulomb 准则更加普遍有效。
水对大理岩岩爆影响的模拟实验研究
的应力重新分布和局部产生应力集 中。在某些条件下 ， 积聚在岩体 中的弹性应变能一旦超过 岩体 的弹性临 界状态就会引起岩石 的非线性变形 ， 剧烈时可产生岩爆 。它直接威胁施工人员 、 设备的安全 ， 响工程进度， 影 己成为世界性的地下工程难题之一。 岩石在产生变形时 ， 内部积聚 的能量就释放出来 ， 这些被释放能量 的一部分以声波形式传播 ， 这种现象 称为岩石声发射 。声发射的发生是由于错位 的累计 而形成 的裂纹 、 晶格错动 、 或从原有 的缺 陷发生的脆性破 裂及其向外扩张传播 ， 以及 由此而引起的内部结构上 的变化所释放的能量等等。研究 岩石变形破坏过程 中 的声发射特性 ， 对于探讨岩体突发失稳的机制及其防治、 预报岩爆具有重要作用 。
２ 岩爆发生现象及分析
实验发现 ， 干燥和含水情况下都有明显的岩爆现象发生。轴向应力达到一定程度有碎 片从孔侧壁分离
现象， 其形状为盆形 。随着载荷 的增加 ， 层片剥离现象更加 明显 ， 孔侧壁碎片弹出， 内部深层又有新的剥 孔壁 离层 出现 。达到极限应力时， 整个洞孔受载突然破裂。
收稿 日期 ：０ ６０ － ２０ －５１ ６ 基金项 目： 河北理工 大学科学研究基金项 目（ ０５ ７ ２０２ ）
维普资讯
第２卷 ９
第１ 期
河 北 理 工 学 院 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｂ ｉ ｎ ｔ ｕ ｅｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｒ ａ ｆＨｅ ｅ ｓｉ ｔ ｆＴ ｃ ｎ ｌｇ Ｉ ｔ
Ｖｏ ． ９ Ｎｏ １２ ．１ Ｆｅ ２ Ｏ ｂ． Ｏ ７
滞后。
３岩爆模拟实验过程的声发射特性
含水试件与干燥试件 兆峰值。而含水试件声发射能率和事件率都具有前兆峰值 。
从加载开始 ， 声发射率不断增加， 很快达到峰值 ， 然后一直保持这一峰值 ， 到极限应力 的 ９ ％左右。 直 ５ 超过极限应力的 ９ ％ ， ８ 声发射率迅速下降到低水平。到主破坏前声发射率一直保持相对平静 ， 相对平静 的
超高压水射流破岩及切割实验研究
收稿日期:2002 06 03基金项目:国家杰出青年科学基金项目(50125413);钻井工程重点实验室研究课题的部分成果作者简介:杨永印(1962-),男(汉族),山东梁山人,副教授,博士,从事高压水射流理论和应用技术研究。
文章编号:1000 5870(2003)01 0036 02超高压水射流破岩及切割实验研究杨永印,李根生(石油大学石油工程学院,山东东营257061)摘要:利用国产高压水射流切割系统,对不同性质的材料进行了切割实验,考察了泵压、喷嘴横移速度、喷距和聚丙烯酰胺质量分数对射流切割效果的影响。
实验结果表明,射流的驱动泵压与其切割深度成正比,喷嘴横移速度和喷距增加将使切割深度降低。
聚丙烯酰胺对射流切割系统具有双重作用,因而其质量分数存在一个最佳值。
对大理石、花岗岩和标准铝板等材料的切割实验表明,在其他实验条件一定的情况下,无孔隙材料的切割深度远低于有孔隙材料。
关键词:超高压水射流;聚丙烯酰胺;切割;破岩;实验中图分类号:T P 69,T E 248 文献标识码:A引 言高压水射流破岩及切割技术是近年来发展起来的一项新型切割破碎技术[1,2]。
我国一般将驱动压力分别高于35MPa 和140MPa 的射流称为高压和超高压射流。
随着工业整体技术水平的提高以及超硬材料切割的需要,国外水射流技术的研究和应用逐渐向着超高压射流技术发展。
我国也已经研制出压力在200MPa 以上的超高压增压系统,这为高压、超高压水射流技术的研究和开发应用奠定了基础。
射流切割效果与射流喷嘴的形式以及射流流体介质的力学性质等有关。
尽管国外针对射流切割建立了一些经验或半经验的模型[3],但将其直接应用到不同的切割系统或具体某一种材料还有一定困难。
另外,当流体介质中加入某些高分子聚合物时,射流的集束性得到加强[4]。
笔者利用国产300MPa 超高压增压系统,对超高压水射流和超高压高分子聚合物添加剂射流破碎切割不同材料的规律进行实验研究,以考察各种因素对射流切割效果的影响。
水压对岩体的破坏作用及深部巷道底板增压突水试验研究
破坏 ， 并 使 岩 体 向 受拉 状 态 演 变直 至发 生 灾 变 ； 同 时根 据 突 水 过 程 及 岩体 的物 性 变 化 特 点 ， 验 证 了深 部 条 件
下 的 突水 滞 后 性 和 突 变 性 的 规律 。 关键词 ： 岩体破坏 ； 注水 ； 裂 隙贯 通 ； 冲 刷扩径； 渗流突 变 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｄ ７ ４ ５ ． ２ 文 献标 志码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ３— ０ ５ ０ ６ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ５— ０ ０ ｌ ９— ０ ５
Ｈｕ ａ ｎ ｇ Ｑｉ ｎ ｇ ｌ ｉ ｎ 。 ， Ｙａ ｏ Ｙ ｉ ｌ ｉ ｎ ， Ｍｅ ｎ ｇ Ｌ ｉ ａ ｎ ｇ ｌ ｉ ａ ｎ ｇ ， Ｓ ｕ ｎ Ｋａ ｉ ｌ ｏ ｎ ｇ ， Ｌ ｔ ｉ Ｙａ ｎ
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高温高压条件下岩石力学特性实验研究
高温高压条件下岩石力学特性实验研究岩石力学是研究岩石在外界力作用下力学性质和变形规律的科学。
随着石油、天然气、地热等资源的开发利用和工程建设的迅速发展，对岩石力学特性的研究需求不断增加。
尤其在高温高压条件下，岩石受到的力作用更加复杂和严峻。
高温高压条件下的岩石力学实验研究是在模拟地下深部环境中进行的。
通过施加高温和高压条件，可以模拟地球深部的温度和压力环境，从而更好地理解和预测地下岩石的力学行为。
在高温高压条件下进行岩石力学实验研究，主要包括以下几个方面：1. 实验装置设计：实验装置设计是高温高压条件下岩石力学实验的关键。
为了模拟深部地下环境，需要设计合适的高温高压实验仪器，并选择适当的传感器和数据采集系统。
这样可以实时监测和记录岩石受力过程中的各个参数，例如温度、压力、应力、变形等。
2. 材料选择：在高温高压条件下，岩石的物理和力学性质可能发生显著变化。
因此，在实验研究中需要选择适当的岩石样本，并进行前期的物性测试。
同时，还需要考虑岩石样本的大小和形状，以及样本之间的连续性和均匀性。
3. 实验参数控制：在高温高压条件下，实验参数的控制是确保实验结果准确可靠的关键环节。
可以通过控制加热、降温速率和压力变化率等参数来模拟不同温度和压力条件下岩石的力学行为。
此外，还需要考虑实验时间的选择，以保证实验结果的稳定性和重复性。
4. 数据分析和结果讨论：完成岩石力学实验后，需要对实验数据进行分析和结果讨论。
可以利用岩石力学理论和模型对实验结果进行解释和验证。
同时，还可以比较不同试验条件下的结果，探讨岩石力学参数与温度、压力变化之间的关系。
高温高压条件下岩石力学实验研究的意义和应用广泛。
首先，对于深部地下工程和资源开发具有重要的指导意义。
例如，在油气勘探和开发中，了解岩石在高温高压环境下的力学特性可以帮助更好地设计和优化钻井、注水和压裂等作业方案。
此外，在地热能开发、地下储气库建设和核废料地质处置等领域也有重要应用价值。
水压爆破破坏程度影响因素的试验研究
水压爆破破坏程度影响因素的试验研究水压爆破是一种常用的建筑拆除和岩石破碎技术。
其通过在岩石或混凝土等物体表面施加高压水流，使其破坏和解体。
近年来，随着建筑行业和采矿业的发展，水压爆破技术在工程领域中得到了广泛应用。
然而，其破坏程度却受到多种因素的影响。
本文将围绕“水压爆破破坏程度影响因素的试验研究”展开阐述。
一、高压水流的流量和压力水压爆破技术的核心是高压水流。
其流量和压力是破坏程度的主要因素。
实验表明，在相同压力下，水流量越大破坏程度越大。
因此，在水压爆破实践中，需要根据实际情况选择合适的水流量和压力，以满足破坏需求。
二、破坏物体的材质和力学性质破坏物体的材质和力学性质对水压爆破的破坏程度有着重要的影响。
不同类型的混凝土和岩石硬度不同，其破坏程度也会有所不同。
实验结果表明，强度越大的材料其破坏程度也越大。
三、钻孔轨迹和排列方式在水压爆破实践中，钻孔轨迹和排列方式对破坏程度也有很大影响。
一般来说，钻孔轨迹越均匀，排列越紧密，可以获得更好的破坏效果。
四、爆破方式和爆破时间不同的爆破方式和爆破时间对破坏程度的影响也是不同的。
爆破方式有直线式、倒锥式、圆锥式等多种类型。
实验结果表明，圆锥式爆破方式可以获得更好的破坏效果。
而在爆破时间上，短时间的爆破会使破坏程度更小，而长时间的爆破则会增加破坏程度。
综上所述，水压爆破破坏程度受多种因素的影响。
在实践中，需要根据实际情况灵活选择不同的参数和方法，以获得最佳的破坏效果。
在今后的工程实践中，需要加强对水压爆破技术和其破坏程度的研究，以进一步提高工程效率和安全性。
水压致裂试验中岩石的破坏特性及判据
水压致裂试验中岩石的破坏特性及判据水压致裂试验作为一种地质实验，可为我们深入分析岩石的破坏特性提供有力的方法。
这种实验在选取样品，试验装置，及致裂模拟等方面，均需要慎重考虑因素。
在水压致裂实验中，可以观察到岩石破坏的模式主要有钝裂和明显裂纹。
钝裂可以被认为是物理本体拉开造成的，在安装物理本体的过程中会产生针对特定区域的钝裂，主要是由于岩石断裂的模式而导致的。
而明显的裂纹，是因为岩石的断裂而产生的，其主要由地质因素引起，比如岩石组成结构、流动特性和细析度等。
水压致裂实验中，岩石破坏特性也可以从变形模式来表征。
岩石在受到水压致裂时，它的变形模式有受抑制，受破坏，扭曲等三种。
当变形模式被抑制时，岩石结构将保持完整，不会受到破坏。
当岩石受到破坏时，其变形模式被释放，它会产生破裂的变形，并最终导致岩石的破坏。
当岩石受到扭曲变形时，岩石断裂处的变形模式将会非常明显，呈现出不同程度的弯曲变形，从而将地层结构扰乱。
水压致裂实验中可以衡量岩石的破坏特性，然而，为了更准确的判断岩石破坏的特性，我们还需要考虑岩石的表面条件、变形模式、流动特性等多方面的因素。
例如，水压致裂实验受地层表面条件的影响，在表面条件良好的情况下，可尽可能降低岩石破坏的程度；而在变形模式分析中，不仅考虑岩石受水压致裂的变形，还要预测不同地层不同变形模式的发生；此外，在流动特性中，也应考虑岩石表面裂纹等因素，以便分析岩石细析度、结构、形态等方面的变化。
综上所述，我们可以看出，在水压致裂实验中，岩石的破坏特性主要可以由受抑制的变形模式，弯曲的变形模式，以及破坏性的变形模式来判断。
除了要考虑水压致裂的影响，还需要深入分析岩石的表面条件、变形模式、流动特性等因素，以获取更准确的测试结果。
本文主要介绍了水压致裂实验对岩石破坏特性的判断，为我们分析岩石破坏特性提供了有益的方法。
岩石力学中的水压作用分析
岩石力学中的水压作用分析岩石力学中的水压作用是指水流对岩石体产生的压力。
水压作用在工程建设中具有重要的作用。
岩土体中的水分子分布比较杂乱，水的作用能够导致岩土体的各种力学现象，例如岩土体的变形、强度等。
本文将从水压的定义、水文地质条件、水压的应力效应、水压作用引起的岩体破坏机理、水压对岩土工程稳定性的影响等方面进行深入探讨。
一、水压作用的定义水压作用指岩土体内部水流引起的压力。
水压力是水流速度和水体密度的函数，具体表现为水的运动越快、密度越大，水压力就越大。
在岩土体中，当水渗透到一定深度时，由于存在水平方向的水流，水力开挖就能形成沟槽，从而形成水压。
二、水文地质条件水文地质条件是水压作用的重要因素。
水文地质条件包括地表水、地下水、水文地质构造等。
在工程建设过程中，需要对周围的地质水文环境做好环境评估，准确把握相应的水文地质条件，以便预测水压的作用。
三、水压的应力效应水压的应力效应体现在岩土体的两个方面：抗剪强度和抗压强度。
对于土体来说，水压的作用会使土体的抗剪强度增强，而抗压强度减弱；对于岩石体来说，水压作用会使岩石体的抗剪强度减弱，而抗压强度增强。
四、水压作用引起的岩体破坏机理在岩土体中，水压的作用会导致岩石体受到水的冲击、溶解、腐蚀等机理的影响，从而引起不同形式的破坏。
例如，水压作用会使得岩石体变形、开裂，甚至引起岩石体的崩塌、滑坡等事故。
五、水压对岩土工程稳定性的影响在岩土工程中，由于水压作用引起的岩体破坏对工程建设的影响很大。
因此，在进行岩土工程规划时，应该充分考虑水压的作用。
在岩土工程施工过程中，除了要注意保持周围的水文地质环境，还需要根据实际情况采取不同的防水措施，以确保工程的稳定性。
总之，水压作用在岩石力学中具有重要的作用。
岩土体中的水分子会影响岩土体的变形、强度等力学特性，同时也会导致岩体中不同形式的破坏。
在岩土工程中，应该充分考虑水压的作用，采取相应的防水措施来确保工程的稳定性。
大理岩真三轴卸载强度特征与破坏力学模式
大理岩真三轴卸载强度特征与破坏力学模式大理岩是一种具有较高岩石强度的岩石类型，在地质工程领域被广泛
应用。
为了更好地了解大理岩的力学性质和破坏模式，对其真三轴卸载强
度特征进行研究非常必要。
真三轴卸载强度是指在三个方向上施加不同大小的力使岩石最终破坏
的强度。
在大理岩真三轴卸载强度研究中，通常采用三轴试验或者真三轴
试验来进行。
大理岩的真三轴卸载强度特征取决于多个因素，包括岩石的物理特性、力学特性和结构特性等。
一般来说，大理岩的真三轴卸载强度随着应力应
变状态的变化呈现出明显的非线性特征，同时还受到孔隙度、应力路径和
应变率等因素的影响。
在破坏力学模式方面，大理岩主要表现出了两种破坏模式，即剪切破
坏和拉伸破坏。
剪切破裂是大理岩最常见的破坏力学模式，主要由剪切破
坏面和剪切带组成。
而拉伸破坏则主要出现在一些高应力差异的情况下，
通常伴随着拉伸破坏带的形成。
总体来看，大理岩的真三轴卸载强度特征和破坏力学模式具有较为明
显的复杂性和多样性。
对这些特征的深入研究可以帮助我们更好地了解大
理岩的物理性质和力学表现，为地质工程领域的实际应用提供更加准确的
参考。
大理岩岩体力学特性的水压-应力耦合试验研究
大理岩岩体力学特性的水压-应力耦合试验研究徐明明;徐进;任浩楠;杨昊天;何雅琴【期刊名称】《长江科学院院报》【年(卷),期】2012(029)008【摘要】为研究裂隙水压力与应力条件对大理岩裂隙岩体力学特性的影响,利用MTS815 Flex Test GT岩石力学试验系统,采用特殊的试样制备和地质过程模拟方法,制备成与试验机围压系统、渗压系统融为一体的大理岩裂隙岩体试件,并对其进行了不同水压、不同围压下的水压—应力耦合三轴压缩试验.试验结果表明:大理岩岩体强度性能与变形性能均具随水压升高而减小,随围压升高而增大的特征；水压从0到4 MPa的变化过程中,强度参数f减小了20％左右,内聚力C大幅降低,变形模量E0及E50分别减小了7.7％和5.9％；围压从5 MPa到30 MPa的变化过程中zf值略有降低,C值增大了2倍多,变形模量E0及E50分别增大了58％和50％.这些成果揭示了大理岩裂隙岩体力学特性的裂隙水压效应与围压效应,对实际工程问题的研究具有重要的参考价值.【总页数】5页(P34-38)【作者】徐明明;徐进;任浩楠;杨昊天;何雅琴【作者单位】四川大学水利水电学院,成都610065;四川大学水利水电学院,成都610065;四川大学水利水电学院,成都610065;四川大学水利水电学院,成都610065;四川大学水利水电学院,成都610065【正文语种】中文【中图分类】TV223.1【相关文献】1.考虑渗透动水压力时等效连续岩体渗流场与应力场耦合分析的数学模型 [J], 柴军瑞2.中间主应力对岩体力学特性影响的试验研究 [J], 刘汉东;曹杰3.水压–应力耦合作用下灰岩力学特性试验 [J], 田树坤4.渗透动水压力作用下裂隙岩体渗流与应力耦合分析 [J], 王俊光;梁冰5.考虑动水压力裂隙网络岩体渗流应力耦合分析 [J], 柴军瑞;仵彦卿因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
祁东煤矿高水压下原生纵向裂隙发育覆岩采动破坏研究的开题报告
祁东煤矿高水压下原生纵向裂隙发育覆岩采动破坏研究的开题报告题目：祁东煤矿高水压下原生纵向裂隙发育覆岩采动破坏研究一、选题的背景及意义祁东煤矿位于湖南省衡阳市祁东县，是矿山采煤企业。
近年来，祁东煤矿采煤工作面采用覆岩法开采，采煤面相对稳定。
但是，高水压会导致原生纵向裂隙发育，进而对覆岩层造成破坏，严重影响矿井生产的安全和稳定。
因此，对于高水压下原生纵向裂隙发育和覆岩破坏机理的研究，对矿山生产的安全和稳定具有重要的意义。
二、研究的目的和内容目的：通过研究高水压下原生纵向裂隙发育和覆岩破坏机理，探讨提高矿山安全和稳定的方法。
内容：1. 祁东煤矿高水压下原生纵向裂隙发育分析2. 高水压作用下覆岩结构特征分析3. 覆岩层采动破坏机理分析4. 矿山安全和稳定措施探讨三、研究的方法和步骤方法：1. 现场调查：调查和收集祁东煤矿高水压和原生纵向裂隙发育情况。
2. 野外实验：野外选取样区，采取现场观察、地质录像、采样等方法，研究覆岩层破坏机理。
3. 室内试验：通过薄片鉴定等方法，研究覆岩裂隙、孔隙特征。
步骤：1. 调查和收集祁东煤矿高水压和原生纵向裂隙发育情况。
2. 选取野外样区，进行现场观察和地质录像，并采取采样等方法。
3. 实验室进行薄片鉴定，研究覆岩层破坏机理。
4. 分析研究结果，探讨矿山安全和稳定措施。
四、研究的预期成果通过对祁东煤矿高水压下原生纵向裂隙发育和覆岩破坏机理的研究，预计可以达到以下预期成果：1. 明确高水压作用下，原生纵向裂隙发育特点。
2. 研究高水压作用下覆岩结构特征，分析其破坏机理。
3. 探讨提高矿山安全和稳定的措施，为煤炭生产提供科学依据。
五、研究的进度安排时间节点完成任务第1个月研究高水压作用下原生纵向裂隙发育特点第2-3个月研究高水压作用下覆岩结构特征，分析其破坏机理第4个月实验室进行薄片鉴定，研究覆岩层破坏机理第5-6个月分析研究结果，探讨矿山安全和稳定措施第7个月撰写开题报告六、研究的经费预算设备采购：10,000元样品采集：5,000元实验室费用：20,000元研究经费：30,000元总计：65,000元七、参考文献[1] 贺树森，黄能攀. 煤田地质学与煤层控制技术[M]. 北京：煤炭工业出版社,2001.[2] 侯明义，赵俊星. 武威煤田煤体结构的形成与演化[J]. 鄂尔多斯煤田地质研究,2004（4）：4-8.[3] 林峰. 黔西地区中生代煤伴生矿床成矿规律研究[D]. 北京：中国地质大学（北京），2007.[4] 殷舜良. 河南南部地区古近系煤成因和煤层控制研究[D]. 北京：中国地质大学（北京），2011.[5] 吴继恩，何新军. 陆相煤田成矿及矿集区控制[M]. 北京：地质出版社, 2002.。
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工程 地质 学报
１ ０ ０ ４ — ９ ６ ６ ５ ／ ２ ０ １ ５ ／ ２ ３ （ ４ ） 一 ０ ６ ９ ５ — ０ ５
Ｄ Ｏ Ｉ ：１ ０ ． １ ３ ５ ４ ４ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｊ ｅ ｇ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ４ ． ０ １ ６
中 图分 类 号 ： Ｐ ６ ４ ２ ． ３
Hale Waihona Puke 高水压破坏机理裂隙尖端
文 献标 识码 ： Ａ
ＥＸＰＥＲＩ Ｍ ＥＮＴＡＬ Ｓ ＴＵＤＹ ｏＮ ＦＡＩ ＬＵＲＥ Ｍ ＥＣＨ ＡＮＩ Ｓ Ｍ ｏ Ｆ Ｍ ＡＲＢＬＥ ＵＮＤＥＲ ＨＩ ＧＨ Ｗ ＡＴＥＲ ＰＲＥＳ ＳＵＲＥ
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应力解析分析 ， 认为裂 隙中高水压力存在 降低 了裂 隙尖 端附近高应力集中效应 ， 与加载方 向一定小夹 角范 围内的微 裂隙尖端
附近最大拉应力集 中程 度接近 ， 这使得岩石 中应变能可进一 步积累 、 压致拉裂 型微裂 隙数 量进一 步增 加 ， 岩石呈脆性 破坏 ， 并 且破碎程度 明显增 加。研究 工作 对深埋隧洞突水灾害防治及强降雨诱发高速滑坡灾 害预 防具有重要 的理论 和现实意义。 关键 词 深埋 隧洞 大理岩
ｄ ｕ ｉｎ ｒ ｇ ｔ ｈｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｄ ｅ ｅ ｐ ｂ ｕ ｉｅ ｒ ｄ ｔ ｕ ｎ ｎ ｅ １ ．Ｍａ ｒ ｂ ｌ ｅ ｍｅ ｃ ｈａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｔ ｅ ｓ ｔ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｈ ｉ ｇ ｈ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ
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高水 同／ Ｊ ＼ 压 条 件 下大 理 岩 破 坏 机 理试 验研 究 木
杜尊龙① 林 锋① 孙 赤① 李 俊① 苏立君②
（ ① 地质灾害防治与地质环境保护 国家重点实验室 （ 成都 理工大学） 成都 （ ② 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所 摘 要 成都 ６ １ ０ ０ ４ １ ） ６ １ ０ ０ ５ ９ ）
Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ ６ １ ０ ０ ５ ９ ）
（ （ ￣ｌ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｍｏ ｕ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ Ｈ ａ ｚ ａ ｒ ｄ ｓ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ， Ｃ Ａ Ｓ ， Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ ６ １ ０ ０ ４ １ ）
锦屏 二级水电站深埋隧洞中大理岩洞段处于高水压力和高应力环境 中 ， 该段 在施工过 程 中多次 发生严重 突水 灾害 。
对该段大理岩 的高水压条件岩石力学试验表明 ， 高水压 条件 下 ， 岩 石应力一 应变 曲线在峰值应 力附近 出现明显平 缓段 ， 应力 降 大， 岩石峰值强度及脆性破坏后破碎程度 随水压力升高 而升 高 ， 岩石试件 以压 致拉裂破坏 为主 。基 于高水压条件 下裂纹周边