李伟龙
- 作品数：2 被引量：40H指数：2
- 供职机构：河北科技大学建筑工程学院更多>>
- 发文基金：河北省自然科学基金国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学更多>>
- 液氮冷却煤变形-破坏-渗透率演化模型及数值分析被引量：19
- 2015年
- 如何定量评估液氮冷却后煤储层的渗透率演化是液氮冷却增透煤储层技术的关键。为分析液氮注入煤后的变形、破坏和渗透率演化过程，将煤视作弹脆塑材料，其变形过程包括弹性变形、脆性跌落和残余塑性流动3个阶段，结合单元强度退化指数、扩容指数和Mohr-Column准则，建立了考虑围压对煤单元峰后力学行为影响的本构模型。根据煤岩单元变形过程，将煤岩单元渗透率演化分成2个阶段，即弹性压缩煤岩单元渗透率减小阶段及煤岩单元破坏后的渗透率增加阶段。分析了单元弹性变形、剪切破坏和拉破坏与渗透率之间的关系。煤岩单元弹性压缩和拉伸引起单元内孔隙空间的变化，进而影响单元渗透率；煤岩单元剪切破坏在单元内形成共轭剪切带，在剪切带内的流体流动服从平行板定律，给出了基于单元体应变的剪切带宽度和渗透率计算公式；煤岩单元拉破坏在单元体内形成“十”字型裂隙，在裂隙内的流动也服从平行板定律，给出了基于单元体应变的裂隙宽度和渗透率计算公式。结合热传导理论建立了液氮冷却煤层的温度一变形一破坏一渗透率演化模型，并在FLAC下利用Fish函数方法予以实现。数值算例研究了液氯注入辽宁王营子矿某煤层气抽放井后煤层的变形、破坏和渗透率演化过程。结果表明：1）煤受液氮冷却作用后发生体积收缩，越靠近钻孔温度梯度越大，收缩变形越大，温度拉应力越大，越容易破坏，形成拉破坏区。液氮注入冷却10d后的拉破坏区约0．65m宽。2）在拉破坏区，单元内形成了贯通的裂隙，单元体渗透率显著增长，液氮冷却10d的单元渗透率最大增长幅度可达1．97×10^5倍。3）远离钻孔区域，拉应力也使得煤的渗透率有所增加，增加幅度为19／6～14％，远小于破坏区。4）随着冷却时间增加，破坏区域扩大，但增�
- 张春会王来贵赵全胜李伟龙
- 关键词：地基基础工程液氮温度渗透率
- 液氮溶浸煤致裂的机理研究被引量：29
- 2015年
- 为分析液氮作用下煤的致裂机理,对原煤煤样开展了液氮溶浸实验。利用激光显微镜观测液氮溶浸前后煤样的原生裂隙扩展和新裂隙萌生情况,利用断裂力学理论分析液氮溶浸下煤样原生裂隙的扩展机制。研究结果表明:1)液氮作用引起煤内温度拉应力和应力集中,当应力强度因子超过煤原生裂隙的断裂韧度时,煤样原生微裂隙扩展;2)温度拉应力使得原生裂隙周围强度不大的颗粒团拉破坏、脱落,破坏了煤样的结构,并引起新的微裂隙萌生;3)液氮作用时间对应力强度因子有很大的影响,随着作用时间增加,温度梯度增大,裂隙的应力强度因子增加,煤更易发生断裂。
- 张春会李伟龙王锡朝王来贵李和万
- 关键词：原生裂隙应力强度因子裂隙扩展
