一、关于“非均质岩石破裂过程渗透率演化规律研究”的探讨（论文文献综述）
曹孟涛[1]（2021）在《高温下砂质泥岩物理力学特性的各向异性演化规律及其应用》文中研究说明油页岩是一种潜在的能源,未来可作为石油和天然气的补充和替代能源。本文主要围绕原位注热开采油页岩过程中砂质泥岩盖层的稳定性展开研究,考虑砂质泥岩的物理力学性质具有显着各向异性,利用热膨胀仪、导热测定仪、低渗岩石渗透率测量装置、高温三轴岩石渗透率测量设备以及高温岩石压力机等设备,研究高温作用下各向异性砂质泥岩的热膨胀系数、导热系数、渗透率和力学参数（弹性模量E、抗压强度σp、抗拉强度σt、内聚力c和摩擦角φ等）随温度的变化规律,探讨高温三轴应力作用下各向异性砂质泥岩在全应力-应变过程中的渗透率演化规律,并通过XRD和TG测试等微观手段分析高温的作用下砂质泥岩矿物结构和成分的变化规律,最后,基于横观各向同性模型,并考虑岩石热物理（热膨胀系数和导热系数）性质和渗透性质的各向异性,建立流-固-热耦合作用的数学模型并给出有限元解法,并以油页岩原位注热开采为工程背景,模拟注热过程中砂质泥岩盖层的温度场、位移场、渗流场以及物理参数的时空演化规律,以期为油页岩原位注热开采工程盖层的稳定性研究提供理论支撑。本文得到的主要结论如下:（1）砂质泥岩的热膨胀系数和导热系数受温度的作用很明显,且表现出很强的各向异性。砂质泥岩在平行、垂直层理方向的导热系数都随着温度升高而降低,但平行层理方向的导热系数始终大于垂直层理的导热系数,二者的比值维持在1.246的水平。砂质泥岩在平行、垂直层理方向的纵波波速都随着温度的增加而不断降低,但具体规律有所差异,且二者的比值随着温度的增加不断增加,呈现三阶段特征:I缓慢增加段（20℃～200℃）、II快速增加段（200℃～500℃）、III缓慢增加段（200℃～500℃）。在垂直层理方向上,砂质泥岩渗透率随着温度的升高而不断增加,呈现三阶段特征:20℃～200℃,渗透率增加量虽小,但增幅为63倍左右;200℃～400℃,渗透率基本稳定;400℃～600℃,渗透率增幅为6.96倍左右;而在平行层理方向上,砂质泥岩渗透率随着温度的升高呈指数增加,最高增幅可达23倍左右。在相同温度、体积应力和渗透压条件下,砂质泥岩在平行层理方向的渗透率比垂直层理方向大1～2个数量级,渗透率比值k2/k1随着温度的升高呈现先降低,再升高,最后下降的趋势。基于渗透率与体积应力和孔隙压力的经验公式,并考虑温度的作用,建立了考虑温度、体积应力以及孔隙压力作用下的各向异性砂质泥岩渗透率公式。（2）通过对不同温度作用下砂质泥岩在垂直/平行层理方向的三轴压缩过程中的渗透率演化规律进行试验研究,得出了以下结论:在垂直层理和平行层理方向上400℃、500℃、600℃高温下的全应力-应变加载变形破坏规律基本一致,砂质泥岩渗透率变化规律与破坏演化规律整体上具有一致性。在垂直层理方向上,渗透率在裂缝压密阶段渗透率呈下降趋势;在线弹性阶段和裂纹的稳定扩展阶段,渗透率出现稳态增加趋势;在裂纹的非稳定扩展阶段,渗透率出现急剧增加;而在平行层理方向上,裂缝压密阶段没有体现出来,在线弹性阶段和裂缝的稳定扩展阶段,渗透率稳定增加,在裂纹的非稳定扩展阶段,渗透率快速增加。在垂直或者平行层理方向上,随着温度的增加,相同的轴向应力点所对应的渗透率逐渐增加;在相同的温度条件下,在加载过程中,相同的轴向应力点,平行层理方向的渗透率要远大于垂直层理方向。砂质泥岩所受的温度越高,相同的应力点所对应的应变值越大,但砂质泥岩的破坏强度降低。在垂直、平行层理方向的砂质泥岩破裂形式主要为单剪切面破坏,但在破坏机制上仍有一些差异:在平行层理方向,主剪切面伴随着沿竖直方向（层理方向）的多组破裂面,且温度越高,破裂面越发育。（3）通过对实时温度作用下（20℃-600℃）各向异性砂质泥岩在单轴压缩过程中的变形特征、破坏机制和声发射特征进行研究,发现:（1）荷载垂直于层理方向时,砂质泥岩的弹性模量随着温度的升高先略有增加（20℃～100℃）,而后线性降低（100℃～600℃）;当荷载平行于层理方向时,弹性模量随着温度的升高近似呈负指数下降。砂质泥岩在垂直、平行层理方向的弹性模量比值E1/E2随着温度的升高呈现三阶段变化特征:先增加（20℃～100℃）,再线性降低100℃～500℃,然后保持不变500℃～600℃,且比值一直大于1;（2）荷载垂直或者平行于层理方向时,砂质泥岩的抗压强度随着温度的升高,基本上都呈线性下降,砂质泥岩在垂直、平行层理方向的抗压强度比值σp1/σp2,随着温度温度的升高,近似呈线性增加,在600℃时,二者比值从20℃时的1.73增至2.76。（3）荷载垂直于层理方向时,随着温度的升高,砂质泥岩的峰值应变近似呈指数增加趋势;荷载平行于层理方向时,砂质泥岩的峰值应变随着温度的升高呈阶段性变化特征,但整体上呈降低趋势。在20℃～600℃温度范围内,砂质泥岩在垂直层理方向的脆性度指数比平行层理方向的脆性指数高2-3个数量级。（4）载荷垂直于层理方向时,随着温度的升高,破坏形式由拉伸破坏向剪切破坏转变;而载荷平行于层理方向时,砂质泥岩的破坏形式主要为“拉伸”破坏类型。（4）通过研究各向异性砂质泥岩的抗拉特性以及抗剪切特性随温度的变化关系,得到的结论如下:（1）当加载力垂直、平行正交于层理面时,抗拉强度都随着温度的增加而持续下降,但下降规律与幅度有所差异,在同一温度条件下,加载力与层理面正交时的抗拉强度3>加载力与层理面垂直时的抗拉强度1>加载力与层理面平行时的抗拉强度2,但三者的相对大小关系随温度的变化规律有所不同;（2）随着温度的升高,当剪切面与层理面垂直、平行、正交时,砂质泥岩的内聚力随着温度的升高近似呈线性下降,而内摩擦角变化不大。在相同的温度条件下,剪切面与层理面正交时的内聚力c3>剪切面与层理面垂直时的内聚力c1>剪切面与层理面平行时的内聚力c2。（3）剪切面与层理面的相对位置对砂质泥岩的破坏形式有重要影响。当剪切面与层理面垂直时,剪切破坏面不规则,表现出延性破坏特征;当剪切面与层理面平行时,剪切破坏面为单一的规则平面,表现出脆性破坏特征;而当剪切面与层理面正交时,砂质泥岩的破坏形态为具有一定宽度的“剪切带”,表现为延性破坏特征。（5）基于横观各向同性模型,引入油页岩和砂质泥岩顶底板的物理力学参数（导热系数、膨胀系数、渗透系数、弹性模量等）与温度的变化规律,并考虑二者的物理力学参数的各向异性,建立了考虑油页岩和砂质泥岩的物理力学参数与温度关系的热-流-固耦合数学模型,并给出了相应的有限元格式（全量法）求解方程,以此研究原位注热开采油页岩过程中砂质泥岩顶底板内温度场、位移场、渗流场以及物理参数的动态变化规律,发现:（1）在原位注热开采油页岩过程中,砂质泥岩（顶底板）受温度的影响范围在10m以内,且注热井周围受温度的作用最为剧烈,可以推测注热井周围的砂质泥岩（顶底板）可能是危险区域,应重点关注;（2）随着注热时间的增加,在热对流和热传导作用下,油页岩层和顶板岩石的温度不断升高,二者力学性能的弱化不断增加,弹性模量的损伤逐渐增加,导致地层的沉降量不断地增加。当注热时间为60个月时,下沉量最大达到3.80m,且最大位移发生在注热井附近,很有可能导致油气泄露,甚至诱发地表沉陷,在注热井周围为危险区域,应提前做好井壁的保护等;（3）随着注热时间的增加,孔隙压力对砂质泥岩顶底板岩石的影响长度（水平方向）逐渐增加,但孔隙压力的最大影响深度变化不大。当注热时间为60个月时,孔隙压力对砂质泥岩的最大影响深度为2.5m左右,发生在注热井与砂质泥岩的交界处。
张纯旺[2]（2021）在《废弃矿井采空区覆岩裂隙导通机理及多尺度渗流特性研究》文中研究表明随着落后产能煤矿的逐步淘汰,我国关闭矿井的数量不断增加,但废弃矿井采空区中仍赋存大量的煤炭、水、瓦斯等可利用资源,该资源的二次开发利用对区域经济的转型发展具有重要的现实意义,由于废弃矿井采空区内煤岩体破裂状况不清,水、瓦斯等流体赋存状态复杂,难以进行精准高效开发利用。其中覆岩破断裂隙是影响流体赋存的关键因素,它作为通道对采空区内水、瓦斯等流体的运移具有主导作用,它直接决定了采空区内水、瓦斯的空间赋存位置。因此探究废弃矿井采空区覆岩裂隙导通机理及多尺度渗流特性,可为废弃矿井资源的二次开发利用提供理论支撑。本文以废弃矿井采空区资源开发利用为研究目标,针对覆岩裂隙导通机理及其多尺度渗流特性,采用室内试验、理论分析和数值模拟相结合的手段开展研究。通过单轴压缩试验探究了煤岩体的力学性质及其破裂过程,基于弹塑性力学理论探究了顶板覆岩破断力学机制,从标准试件的破裂和块体的断裂两个尺度研究了覆岩破断裂机制及裂隙通道特征;分别对原生裂隙煤岩体的渗流特性开展了研究,采用多场耦合试验压力机对原生裂隙岩体开展了水力耦合渗流试验,利用CT扫描技术从微细观的角度探究了原生裂隙煤体的孔裂隙特征及其渗流特性;最后针对采空区中瓦斯上浮和离层水下渗的现象,采用两相流界面追踪方法对采空区裂隙网络内水气两相渗流特性进行了模拟分析。主要研究内容及结果如下:（1）通过单轴压缩试验对煤岩体的力学性能进行了测试,联合声发射监测系统和数字散斑全场应变测量系统对破裂过程进行了监测,通过对比煤和砂岩的力学特性得出,煤与砂岩在单轴抗压强度、变形特征及破坏模式等方面存在明显的不同,砂岩的脆性破坏特征更加显着;声发射能量变化反映了破裂过程中弹性能的积累和释放过程,不同应力水平下声发射定位点演化特征呈现了煤岩体内部破裂及其扩展的方向,试件破坏的瞬间伴随能量的急剧释放破裂定位点骤增;采用数字散斑全场应变测量方法对试件表面位移场和应变场进行了定量监测,标记点的位移曲线可划分为初始变形、等速变形和加速变形三个阶段,试件表面位移场及应变场反映了裂隙从底部向顶部扩展呈现张拉破坏的模式。联合监测突破了传统以定性为主来判断破裂过程的局限性,更全面的反映了煤岩体破裂的过程。（2）从弹塑性力学的角度研究了覆岩破断的力学机制及断裂后裂隙的张开度特征,根据砌体梁结构关键块体运动演化过程及超前应力分布情况,建立了线性增压荷载悬臂梁模型,采用弹性力学应力逆解法获得了内应力分量解析解,结合Mohr-Coulomb剪切屈服破坏准则,推导了块体破裂迹线隐函数方程式,结果表明破裂迹线的形态与先天开采条件及岩层自身的力学特性相关,破裂迹线呈现“竖对号”的形态,说明在破裂的过程中裂纹会发生偏转,其中拐点的位置与岩层的内聚力和内摩擦角有关。另外随着块体长度的增加块体回转角度越来越小,相对应的张开度变化特征与目前线性假设存在明显的不同,回转后张开度沿破裂线呈现先增大后减小再增大的趋势,破断裂隙通道开度变化存在阈值。（3）采用多场耦合试验压力机对原生裂隙砂岩开展了不同围压及不同渗透压下的渗流试验,给出了加卸载路径下渗流流量随围压及渗透压变化的渗流规律,在加载过程中不同围压条件下渗流流量随渗透压表现出多样的变化趋势,随着围压的增大渗流流量增长类型分别呈现幂律型、线性型、指数型和双线性增长变化;在卸荷过程中随着围压的降低渗流流量呈现递增的趋势,但受到加载历史的影响,卸载路径下的渗流流量明显低于加载路径。进一步采用扫描仪对裂隙面的三维形貌特征进行了表征,并对各裂隙面的起伏高度平均值、标准偏差、均方根一阶导数、分形维数等进行了统计学分析,其中原生节理粗糙度系数集中在8～10的范围内,分形维数在1.07～1.16之间,裂隙面起伏高度频率直方图呈现高斯分布规律,且粗糙度系数越大其峰值所在的区间愈向右侧偏移。基于扫描数据对流体在裂隙面的渗流进行了模拟分析,结果表明裂隙面存在明显的优势渗流路径,水头压力分布存在明显的过渡区,由于裂隙面粗糙的几何形貌特征引起渗流流线及速度场呈现明显的非均匀分布,当流体从顶部向下方流动时,流体向开度较大的方向运移,造成裂隙面内流体分布的不均形成优势渗流,优势渗流路径的存在是造成粗糙裂隙面非达西渗流的主要原因。（4）利用CT扫描技术对原生裂隙煤体进行扫描试验,获得裂隙煤体的内部孔裂隙结构特征,采用三维可视化软件对裂隙煤体提取了表征单元,并对孔裂隙模型进行了三维重构,可以看出该原生裂隙煤体内部存在一条明显的宏观裂纹,周围分布次生裂隙及孔隙,孔隙在局部区域呈现连片状聚集分布,同时存在一些孤立的微孔。通过建立孔隙网络模型直观的再现了宏观裂缝和微观孔隙的分布情况,使原生裂隙煤体内部储层结构得到了比较精细的表征。对比分析裂隙煤表征单元体的渗流模拟结果可以看出,原始不含裂隙的煤体渗透率较低,渗流路径中内部几乎没有流线分布,而含裂隙的模拟结果表明流体沿主裂隙向下运移的同时,还会向周围连通的次生裂隙及孔中运移,形成了良好的渗流通道,导致了原生裂隙煤体渗透率的增大。（5）结合数字图像处理技术与相似模拟实验,对采空区覆岩裂隙几何参数（宽度、迹长、面积、周长和倾角等）进行了统计分析,构建了大尺度采空区裂隙网络几何模型,基于废弃矿井采空区上方离层水下渗和垮落带瓦斯上浮的现象,采用界面追踪模型精细地捕捉了水气两相渗流的过程。覆岩采动裂隙整体呈现梯形状,内部层间离层裂隙与纵向破断裂隙纵横交错、互相贯通,两种裂隙的开度、面积和周长呈现指数分布,裂隙迹长呈现对数正态分布,裂隙倾角呈现正态分布;模拟结果表明由于裂隙内渗流速度的不均衡性,在采空区两侧裂隙形成了明显的优势渗流通道,同时发现在高位横向层间离层裂隙存在瓦斯滞留区,裂隙两端存在被封堵、交叉点处存在偏流等现象,揭示了大尺度裂隙网络内水气两相渗流特性。本文针对采空区破断裂隙进行了全方位多尺度的研究,理清了采空区破断裂隙的空间几何分布形态,揭示了废弃矿井采空区裂隙网络水气两相多尺度渗流特性,研究成果对于废弃矿井采空区资源的再利用具有一定的指导意义。
高成路[3]（2021）在《隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法》文中指出突水灾害严重制约着我国隧道及地下工程建设向更高质量、更高效率迈进,成为交通强国战略目标实现道路上的一道阻碍。深入认识突水灾变演化过程及其灾变机理,是解决隧道施工安全防控难题的理论基础。近年来,随着计算机技术的飞速发展和数值分析方法的广泛应用,利用数值模拟手段解决工程建设难题、再现地质灾害演化过程、揭示灾变过程中关键信息演化规律逐渐成为了研究热点,也为科学认识隧道突水灾变演化过程提供了解决思路。本文以隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法为主要研究目标,针对隔水岩体在隧道开挖卸荷与地下水渗流综合作用下发生的渐进破坏过程,利用基于非局部作用思想的近场动力学方法,采用理论分析、数学推导、程序研发、算例验证以及工程应用等手段,通过将近场动力学在模拟固体材料连续-非连续变形损伤与地下水渗流两方面的优势相结合,建立了描述流体压力驱动作用下裂隙岩体流-固耦合破坏过程的近场动力学模拟分析方法,并提出了描述隧道开挖卸荷效应的物质点休眠法与三维高效求解的矩阵运算方法,构建了考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法,成功应用于典型岩溶隧道突水灾变过程模拟,揭示了不同影响因素对隔水岩体渐进破坏突水灾变演化过程的影响规律,为隧道突水等相关地质灾害的预测预警及安全防控提供了重要的研究手段。（1）岩体往往是由节理裂隙等不连续结构面切割而成的岩块构成的,存在明显的不连续变形特征。据此,通过引入描述节理裂隙强度弱化效应的折减系数建立了节理裂隙岩体强度折减本构模型,通过引入反映物质点不可压缩效应的短程排斥力和反映材料非均质特性的Weibull分布函数建立了描述材料在压缩荷载作用下发生非均匀破坏的近场动力学基本控制方程,并且自主研发了基于矩阵运算的三维近场动力学高效求解方法和程序,实现了近场动力学在节理裂隙岩体压缩破坏过程中的有效模拟。（2）裂隙岩体流-固耦合破坏机制是隧道岩体破坏突水灾变演化过程模拟的关键。据此,基于近场动力学非局部作用思想,建立了模拟地下水渗流的等效连续介质、离散裂隙网络介质以及孔隙-裂隙双重介质近场动力学模拟方法,结合有效应力原理,提出了反映固体材料变形破坏与地下水渗流耦合作用的物质点双重覆盖理论模型,建立了模拟裂隙岩体水力压裂过程的近场动力学流-固耦合模拟方法,揭示了裂隙岩体水力压裂过程中应力-渗流-损伤耦合作用机制。（3）开挖卸荷是诱发隧道围岩损伤破坏及突水的主要原因,目前近场动力学方法尚未在岩土工程领域广泛应用,且缺乏描述围岩卸荷过程的理论与方法。据此,提出了模拟隧道开挖卸荷效应的物质点休眠法,通过与工程现场观测数据及前人研究结果进行对比,验证了该方法在模拟隧道开挖损伤区演化规律方面的有效性和可靠性,进而建立了考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法,实现了应力-渗流耦合作用下节理地层隧道开挖损伤区分布位置及形态的有效预测,为隧道施工过程岩体破坏突水灾变模拟提供了有效的数值方法。（4）隧道岩体破坏突水是不良地质构造与地下工程活动综合作用下发生的一种典型的连续-非连续动态变化过程,对数值模型的建立和求解提出了更高的要求。据此,应用自主研发的基于矩阵运算的考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法及程序,依托歇马隧道典型溶洞突水案例,实现了模型试验尺度岩溶隧道施工过程中隔水岩体在开挖卸荷与地下水渗流综合作用下,开挖损伤区与渗透损伤区接触-融合-贯通直至突水通道形成的全过程模拟。（5）岩溶隧道突水灾变机理十分复杂,正确认识突水灾变发生条件与影响规律是突水灾害防控的基础。据此,依托歇马隧道工程实例,开展了工程尺度岩溶隧道突水灾变过程模拟,通过对比分析不同影响因素条件下隔水岩体渐进破坏与突水通道形成过程,揭示了溶洞发育规模、溶洞水压力、围岩材料性能和隧道埋深等因素对突水灾变过程的影响机制,通过防突结构最小安全厚度和突水防控措施分析,为岩溶隧道突水灾害预测预警及安全防控提供了科学指导。（6）近场动力学凭借其模拟材料损伤破坏的独特优势,在岩土工程领域拥有巨大的应用潜力,但是目前尚无成熟的数值仿真软件推广应用。据此,基于自主研发的考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法及程序,利用C++与Matlab混合编程技术,开发了具有自主知识产权的界面友好、操作方便、扩展性强的适用于岩土工程问题的专业数值仿真软件——近场动力学工程仿真实验室（PESL）,为近场动力学在岩土工程及其他领域的推广应用提供了借鉴。
张帅[4]（2021）在《西北矿区浅表水系统稳定性控制机理与矿区规划原则 ——以榆神矿区为例》文中研究表明浅表水系统稳定性作为维系矿区生态系统平衡以实现可持续发展的重要纽带,是煤炭开采动态响应指标及矿区规划的核心。深入研究采动浅表水稳定性控制机理与矿区规划原则对提升我国西北矿区煤炭资源开发的整体性、有序性、系统性、科学性具有指导性意义。本文以岩土、覆岩损伤及渗流特征为基础,提炼了采动覆岩等效渗透系数计算方法,构建了采动浅表水系统稳定性的定量评价模型,提出了动态规划方法保障采动浅表水稳定的矿区规划原则,论文取得了以下研究成果:（1）揭示了采动岩土损伤及渗流演化机理。提出了非均质岩石损伤宏细观表征方法,揭示了非均质、裂隙形态对渗透率影响的内在机理,构建了非均质岩石应力-渗流-损伤-本构模型,定量揭示了不同采动损伤程度岩土层渗透率演化特征。提出了采动覆岩渗透率数值表征方法,实现采动覆岩渗透特性的实时更新。（2）给出了采动覆岩等效渗透系数确定方法。提出了采动覆岩损伤程度数值计算方法,揭示了采动岩土层最大损伤值与采高、岩土层层位的关系,分析了岩土层不同类型裂隙的水流特性,给出了考虑覆岩整体渗透性的岩土层破断损伤的采动覆岩等效渗透系数计算方法,基于改进的采动覆岩变形及三维空间渗透率的动态模型,揭示了采动覆岩等效渗透系数时空演化特征。（3）阐明了采动浅表水系统响应特征及控制机理。提出了采动覆岩等效渗透系数数值化处理方法,构建了考虑浅表水侧向补给、入渗补给及多开采单元浅表水渗漏模型,揭示了不同开采单元影响下浅表水响应特征,探讨了开采高度、煤水间距、恢复时间、开采范围对浅表水系统稳定性的影响机制,阐明了浅表水系统多矿井开采扰动效应。（4）提出了浅表水系统稳定约束下的矿区规划原则。提出了矿区采动浅表水稳定性评价方法,实现榆神矿区不同开采强度浅表水系统稳定性分区,创新出基于动态规划及优化模型的多矿井科学产能布局方法,以榆神矿区为例,构建了基于浅表水系统稳定的矿井布局新模式,量化了榆神矿区典型地质条件矿井布局方案,明确了动态规划方法保障采动浅表水稳定的矿区规划原则。该论文有图185幅,表53个,参考文献251篇。
张英[5]（2020）在《水—力耦合作用下裂隙岩体渗流规律与突水机理研究》文中进行了进一步梳理随着地下工程的不断发展,愈来愈多的地下工程在水-力耦合作用下发生失稳破坏,水-力耦合问题涉及渗流特性的变化规律,亦包括裂隙岩体微裂隙的起裂、变形扩展、贯通机理。目前,水-力耦合作用下裂隙岩体在渐进破坏过程中的力学和渗流特征及耦合机制仍存在空白区。本文以煤层底板突水灾害为研究背景,采用理论分析、室内试验和数值模拟的方法,研究了单裂隙、T型裂隙和Y型裂隙试样的非线性渗流规律,利用声发射监测手段研究了裂隙岩体在水-力耦合作用下的渐进破坏演化机理,在此基础上进一步采用有限元方法模拟了煤层采动作用下煤层底板破裂损伤的变化规律,并提出相应的防治措施。取得的主要研究成果如下:（1）开展不同围压、水压和倾角下的单裂隙、T型裂隙和Y型裂隙砂岩试样的渗流试验,利用福希海默（Forchheimer）方程分析了裂隙砂岩试样在水-力耦合试验过程中压力梯度和流量的非线性特征。发现裂隙影响下,裂隙砂岩试样的非线性曲线凸向压力梯度轴,并且试验加载的围压和试样的裂隙产状对福希海默方程线性项系数a和非线性项系数b产生直接影响。（2）分析惯性阻力系数β和固有渗透率k的关系,提出了裂隙砂岩中流体流动的非线性惯性参数方程,依据归一化导水系数法、压力梯度比法和体积流量比法,确定了线性达西和非线性福希海默的临界压力梯度,得到了不同裂隙产状下压力梯度比等高线以及体积流量比等高线。此外,由围压和渗透率关系确定了裂隙砂岩试样的有效应力系数和耦合系数。（3）基于水-力耦合试验,分析了单裂隙、T型裂隙和Y型裂隙砂岩试样的强度和变形特征、裂纹起裂规律及破坏模式。同时借助RFPA2D-FLOW软件从细观角度获取了多工况条件下试样水-力耦合破坏过程中的裂纹发展过程。结果显示,完整无水压试样的峰值强度大于完整有水压试样及所有含裂隙试样峰值强度,裂隙比水对试样强度的弱化更为突出。完整试样和单裂隙砂岩试样最终破坏模式均呈现典型的剪切破坏,起裂角度具有很好的方向性。T型和Y型裂隙试样的最终破裂呈现出剪切破坏和张拉-剪切破坏两种模式,且破坏过程产生的次生裂隙较单裂隙试样更多。（4）采用声发射技术监测完整砂岩试样和含不同角度裂隙砂岩（单裂隙、T型裂隙和Y型裂隙）试样在水-力耦合压缩破坏过程中的AE振铃计数、RA-AF值、b值及峰频等参数变化特征,分析结果显示AE振铃计数的急剧增加、AE信号峰频密度的突增是试件破坏的前兆信息,b值达到峰值时试样完全破坏,RA-AF值显示试件以剪切破坏为主。（5）基于应力-渗透率-时间曲线,分析了完整、单裂隙、T型裂隙和Y型裂隙试样渗透率在变形破坏过程中的变化规律。裂隙和水流的存在缩短了试样压密到裂纹稳定扩展的过程,试样峰后出现应力突降时渗透率达到极大值,由此确定渗透率突跳系数,为工程尺度的水-力耦合模拟提供关键参数。（6）以羊场湾煤矿为工程背景,运用RFPA2D-FLOW软件建立水-力耦合裂隙模型,引入前文研究获取的有效应力系数、耦合系数和突跳系数,模拟分析了开采扰动与底板含水层水压力联合作用下,底板裂隙岩体从细观损伤演化至宏观“突水通道形成”的破坏过程,揭示了煤层底板破坏突水灾变机制,并提出了相应的控制技术措施,为安全开采提供指导。
殷鹏飞[6]（2020）在《川南龙马溪组页岩力学特性及水力压裂机理研究》文中提出页岩气是继煤层气、致密砂岩气之后重要的非常规天然气资源,具有开采寿命长、生产周期长、烃类运移距离较短及含气面积大等特点,是目前重要的清洁能源发展方向。水力压裂是将页岩气从页岩中开采出来的一种成熟有效的方法。为了实现天然气在页岩基质中的高效运移,需要采用水力压裂在页岩中形成复杂裂缝网络,这需要对复杂裂缝形成的机理,包括页岩的岩性、物性、力学性质、脆性特征以及水力裂缝扩展延伸机制等方面进行深入系统的研究。本文以四川盆地南缘长宁页岩气产区的页岩为研究对象,采用室内试验、理论分析和离散元数值模拟的方法对页岩各向异性力学行为、脆性评价、渗透特性以及水力裂缝扩展机理等相关课题展开了具体研究。主要研究内容和结论如下:（1）对采集于四川长宁页岩气产区的黑色页岩进行了物理及微观特性分析,通过对不同层理倾角页岩开展常规三轴压缩试验、巴西劈裂试验、三轴循环加卸载试验和卸围压试验,分析了页岩在不同应力加载路径下的强度变形特征,揭示了页岩各向异性破坏行为机理,并提出了一种新的预测层状岩石巴西劈裂破坏行为的准则,该破坏准则能很好地描述含层理结构岩石在不同加载倾角下的破坏特征。（2）基于页岩试样室内试验结果,采用多种脆性评价方法对页岩试样的脆性特征进行了分析研究,并以此为基础,提出了两种新的分别基于应力-应变曲线峰后特征和能量平衡特征的脆性评价指数,新指数能清晰地反映页岩试样在不同层理倾角和不同围压下的脆性变化规律,并以此揭示了页岩脆性程度与其破坏模式之间的定性关系。（3）对不同层理倾角的完整页岩试样和含裂隙面的页岩试样进行了渗透率试验研究,得到的两组页岩渗透率随有效应力增大呈指数函数减小。进一步地,基于理论分析描述了流体在含层理或夹层结构层状岩石中的流动规律,揭示了影响页岩等效渗透率的主控因素,以此建立了能描述岩石渗透率各向异性特征的理论模型,推导了能描述含裂隙面页岩等效渗透率与裂隙面渗透率之间关系的表达式,分别建立了含裂隙面页岩等效渗透率和裂隙面渗透率与有效应力之间的关系。（4）基于室内试验结果进行了PFC2D细观参数分析和标定,建立了页岩数值模型,开展了页岩各向异性力学特性的模拟研究,从细观层面揭示了页岩在不同应力加载路径下的变形破坏机理。进一步地,基于改进的PFC2D流-固耦合算法,开展了页岩水力压裂裂缝扩展机理与分段压裂数值模拟研究,分析了层理倾角、层理面强度、地应力水平对水力裂缝扩展特征的影响规律,揭示了不同侧压力系数和不同层理倾角下页岩试样中水力裂缝与层理面的相互作用机理,得到了水平井分段压裂中水力裂缝网络在垂直面和水平面内的分布形态,由此提出了设计射孔最优间距的参考方法。该论文有图165幅,表34个,参考文献381篇。
窦法楷[7]（2020）在《页岩细观力学特性对水力压裂裂缝扩展规律的影响及定量评价研究》文中研究说明页岩气储层低孔、低渗的特性使得页岩气开采必须依靠储层改造增透措施来提高产能。水力压裂作为一种高效的储层改造方法,已经广泛应用于页岩气等非常规储层改造。页岩气储层内部层理、矿物分布的非均匀性、井口初始裂缝等影响因素显着增加了水力压裂裂缝扩展过程的复杂性和预测难度,使得水力压裂裂缝的扩展机理至今依然不够清晰,成为页岩气储层压裂机理研究及工程控制的关键科学问题。因此,研究层理力学性质、储层非均质性、初始裂缝形态对页岩在水力压裂作用下破坏和成缝过程的影响具有重要的科学和工程意义。本文采用室内试验、数值模拟与理论分析相结合的研究方法,从细观力学角度研究了层理强度参数、低脆性矿物颗粒质量分数、井口初始裂缝几何参数变化对细观裂缝类型、宏观裂缝形态以及不同加载条件下页岩破裂压力的影响,并引入分形维数概念定量评价了水力压裂裂缝网络的复杂程度。本文主要研究成果如下:（1）建立了层理页岩三点弯曲试验和常规压缩试验的细观力学模型,系统分析了层理强度参数对页岩在拉/压状态下的破坏强度、细观裂缝类型、裂缝网络复杂程度的影响。研究结果表明,当页岩破坏主要发生在层理时,页岩破坏强度与层理整体强度两者之间存在线性相关关系,并且这种相关性不因围压变化而改变。另外,层理剪-拉强度比对页岩宏观裂缝形态及细观裂缝类型的影响程度要高于层理整体强度。（2）建立了层理页岩的水力压裂数值模拟模型,并引入分形维数定量评价各类细观裂缝对页岩总裂缝网络复杂性的贡献程度。研究了层理强度参数变化对水力压裂裂缝与层理交互贯通模式的影响,总结归纳了层理整体强度及层理剪-拉强度比对水力压裂裂缝形态演化的影响规律。研究结果表明,当层理整体强度参数相对较高时,水力压裂裂缝形态简单并且主要沿着大主应力方向延伸;当层理剪-拉强度比相对较低时,水力压裂裂缝形态复杂并且呈放射状向四周扩展。降低层理整体强度更易提高层理裂缝的分形维数,而降低层理剪-拉强度比更易提高基质裂缝的分形维数。（3）将储层非均质性引入页岩水力压裂数值模拟模型,系统分析了低脆性矿物颗粒质量分数及弹性模量对页岩临界破裂压力、压裂液注入量、拉应力场分布以及裂缝渗透率的影响。研究结果表明,选择低脆性矿物质量分数较高且弹性模量较低的页岩气储层开展水力压裂,可以在相同压裂条件下获得较低的页岩临界破裂压力,并且裂缝渗透率较高,储层相对容易进行改造。该研究结果可以为今后通过页岩矿物组成及力学特性判断水力压裂难度和预测压裂效果提供指导意见。（4）提出人工干预水力压裂裂缝扩展路径的工程方法,数值模拟了裂缝扩展路径并多角度对比评价了储层改造效果。通过设计不同的井口初始裂缝形态,分析了井口初始裂缝长度、裂缝分支方向、裂缝对称性等对裂缝扩展路径、孔隙水压力分布及页岩临界破裂压力的影响,并对比研究了三种井口初始裂缝对裂缝渗透率、裂缝分形维数以及储层增产范围的影响差异。相同压裂条件下,X型井口初始裂缝生成的裂缝网络形态更加复杂而对称径向井口初始裂缝诱导产生的裂缝开度较大。上述研究成果揭示了页岩气储层压裂改造过程中的裂缝扩展规律。结合页岩气储层的层理和基质特征及注射井初始环境,该研究结果可以为压裂施工层位的选择,评价储层可压裂性及预测水力压裂裂缝扩展形态提供有效的参考和理论指导。该论文有图96幅,表24个,参考文献191篇。
张磊[8]（2020）在《流固耦合下煤岩渗透性演化及储层压裂增透机理研究》文中指出水力压裂对煤储层原始形态的有效改造是煤矿井卸压增透、增量增产的重要前提。水力压裂通过高压水的注入,使储层微裂隙网络在地应力及注水压力作用下得以扩展、延伸,从而提高储层渗透能力。研究煤岩流固耦合下损伤破坏及渗透性演化规律,对揭示储层水力压裂增透具有重要意义。本文围绕煤岩弹塑性损伤模型、流固耦合模型开展研究,通过理论分析、数值模拟等方式,系统研究分析了流固耦合煤岩损伤破坏及渗透性演化过程。立足耦合煤岩损伤及渗透性演化规律,揭示了煤储层水力压裂增透特性。主要工作如下:（1）以基于塑性与损伤理论的弹塑性损伤模型刻画了天然煤岩力学特性,引入考虑煤岩均质度的塑性损伤变量并结合数值试验分析煤岩塑性损伤参数,提出了基于等效塑性应变的非均质煤岩损伤演化方程,利用室内试验结果验证了数值模拟方法的可靠性及煤岩损伤演化对峰后塑性变形状态的适用性。（2）依据流固耦合理论研究了煤岩变形破坏宏观力学特性及渗透性变化规律,结合表征基元方法提出了考虑煤岩整体损伤效应的渗透性演化方程,对比室内试验结果说明数值模拟煤岩渗透试验过程的有效性。同时,考虑了耦合状态加载围压、渗透压、均质度等对煤岩变形应力、渗流场演化的影响,分析煤岩塑性损伤破裂区域的形成过程。（3）立足流固耦合下煤岩损伤及渗透性演化规律,以煤储层压裂增透为研究背景,分析在地应力及注水压力作用下储层应力、渗流场变化规律,研究了储层塑性损伤裂缝起裂、扩展形成复杂裂缝结构的演化过程,揭示了储层水力压裂增透作用机理。
余伊河[9]（2020）在《采场边界覆岩损伤破坏特征及渗透性演化规律》文中进行了进一步梳理在长壁开采过程中,采场边界覆岩损伤破坏严重,裂隙高度发育且难以压实闭合,是采动水资源易流失区域。本文围绕采场边界影响区覆岩损伤破坏特征与渗透性演化规律这一主题,综合运用理论分析、数值模拟、现场实测和室内实验等方法,针对两侧采场边界影响区采动叠加作用下区段煤柱覆岩应力分布、裂隙发育与渗透性演化规律等科学问题展开研究。论文主要研究成果如下:（1）根据采动应力分布特征,将边界影响区分为煤壁支撑影响区和应力恢复区,基于极限平衡理论和上覆载荷守恒理论提出了各分区范围与应力的计算方法;根据采动地表下沉变形特征,确定地表移动盆地侧翼为边界影响区,提出了煤层覆岩在边界影响区各分区长度的计算方法;根据采动覆岩破坏程度,将边界影响区沿垂直方向进行分区,同时结合采动覆岩应力与变形分区,分析了采场边界影响区的渗透性分区特征。（2）分析了FLAC3D内嵌的双屈服模型参数对材料力学行为的影响,提出了采空区垮落岩石非线性压实特性的数值模拟参数精确匹配方法;通过在数值模拟过程中监测岩层应力应变数据,判断其垮落与堆积状态,并同步修改岩层参数,实现采动覆岩垮落、堆积和压实动态演变过程的数值重演;揭示了相邻采场边界影响区的叠加应力场分布特征,给出两侧采场空间动态变化过程中的应力路径。（3）建立了采动覆岩在采空区和煤柱上方连续变形的半无限弹性地基梁模型,揭示了岩层分组协同变形过程中接触面的张拉与剪切破坏特征,提出基于岩层协同变形和切应力极限平衡的张拉离层裂隙和剪切错动裂隙计算方法;揭示了拉应力诱发、切应力加剧的垂向裂隙发育机理,提出考虑裂隙尖端拉应力平衡与裂隙岩层有效承载截面上切应力平衡的垂向张拉和剪切裂隙计算方法。（4）分析了采动应力路径下岩石的变形破坏特征与渗透性演化规律,基于岩石损伤演化过程中变形与声发射信号的关联特征,提出考虑岩石轴向应变损伤阈值、残余变形与二次加卸载变形的修正Lemaitre损伤变量表征方法,建立了采动剪切与拉伸复合损伤岩石渗透率演化模型,分析了采动岩石细观损伤演化至宏观破裂,以及裂隙压实闭合过程中渗透性与渗流场的动态演变规律。（5）根据相邻采场空间动态变化与采动叠加作用下覆岩渗透性的演化规律与分布特征,并考虑水平与垂向裂隙对渗透性的影响,将边界影响区分为渗流衰减区、渗流叠加区、拉伸增透区、渗流稳定区、渗流恢复区、渗流恒增区和渗流剧增区;分析了煤柱参数对渗流恒增区和渗流叠加区等危险区域渗透性的控制规律,提出采动上覆水体垂向渗漏和相邻采空区积水侧向渗漏控制方法。该论文有图128幅,表18个,参考文献204篇。
尚晓吉[10]（2020）在《非均质页岩储层体破裂增透的热-气-液-固耦合理论及产能模型研究》文中认为页岩储层水力压裂改造可产生大范围的复杂缝网,但基质孔隙中气体仍难以采出,储层热处理可促使基质内次生裂隙发育,形成多尺度气-水渗流通道,增强气体热解吸与传输能力,提高开采寿命内的产能。因此,储层热处理增产是一个多物理场和多相耦合作用的过程,具有重要的科学和工程意义。本文综合运用室内试验测试、理论解析与数值模拟等手段,针对非均质页岩储层热破裂增透问题,从矿物组分与孔裂隙结构特征分析入手,提出考虑基质热破裂的渗透率演化模型、气-水两相耦合流动分数阶解析解和导出产能预测模型,揭示页岩储层体破裂增透的热-气-液-固耦合机制。取得了以下创新性成果:（1）通过试验研究,获得不同热环境下页岩矿物组分、孔裂隙结构与渗透率演变特性。模拟页岩储层不同热处理工况,对庐山页岩试样进行了从低温（-196℃）至高温（300℃）之间的11种温度处理,利用X射线衍射、电镜扫描和高压压汞测试,测试了页岩矿物成分与基质孔隙结构演变规律。研究发现,在加热过程中,页岩依次经历热挥发导致的中孔发育、矿物热膨胀导致的微孔比例大幅度上升、基质热破裂导致的中孔发育及中大孔贯通的过程,渗透率先增大后小幅减小,在200℃之后剧烈增大;在冷冻过程中,-38℃前基质收缩导致孔隙总体积变小,而后由于不同矿物颗粒变形不协调,导致中大孔大量发育,渗透率增加显着;从低温到高温,白云母的含量变化与渗透率行为表现一致,而石英对高温更敏感。（2）提出考虑页岩基质热破裂的三参数渗透率演化新模型。考虑页岩中裂隙和基质的不同变形规律,将岩石储层分为“软”的部分（裂隙）和“硬”的部分（基质）,分别遵循基于自然应变和工程应变的胡克定律,在经典火柴盒模型的基础上,提出了一种考虑裂隙岩石不均匀变形和热破裂过程的三参数渗透率演化模型。该模型能够描述原生裂隙的压实和次生裂隙的形成,获得有效应力、温度变化、裂隙和基质的本构行为差异对于渗透率演化的影响规律。（3）建立迂曲孔裂隙中的热-气-水耦合流动与产能预测解析模型。考虑页岩气在水中的溶解度,建立了页岩气-水两相流模型,在没有忽略两相流耦合模型非线性项的基础上求得了气-水压力与产量的迭代解析解,探讨了两相流耦合作用非线性项、气体溶解度和毛细管压力对页岩气产能的影响;考虑温度与裂隙岩石渗流路径的迂曲性,以分数阶时间和空间导数形式描述热传导与两相流动之间的耦合作用,进一步建立了页岩分数阶热传导与分数阶热-气-水流动耦合模型,并应用分数阶行波法与变分迭代法得到流体温度及气、水产量的解析解。（4）揭示了非均质页岩储层破裂增透的热-气-液-固全耦合作用机制。综合运用考虑气体吸附和热膨胀作用的页岩储层变形场方程、考虑气体溶解度的气-液两相连续性方程与运动方程、考虑热传导与热对流作用的热传输控制方程,构建了页岩气开采的热-气-液-固多物理场耦合数值模拟模型,研究了非均质页岩储层应力场、温度场与渗流场之间的相互作用机制,分析了注热温度对储层热处理过程中气体产量的影响,评估了储层热处理对于增加页岩气产能和延长开采周期的有效性。该论文有图54幅,表12个,参考文献188篇。
二、关于“非均质岩石破裂过程渗透率演化规律研究”的探讨（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、关于“非均质岩石破裂过程渗透率演化规律研究”的探讨（论文提纲范文）
（1）高温下砂质泥岩物理力学特性的各向异性演化规律及其应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 高温下岩石的物理力学性质研究现状 |
| 1.2.1.1 高温下岩石的热物理特性 |
| 1.2.1.2 高温下岩石的力学性质 |
| 1.2.2 高温下岩石的微观结构及渗透性研究现状 |
| 1.2.2.1 高温下岩石的微观结构变化 |
| 1.2.2.2 高温下岩石的渗透特性 |
| 1.2.3 高温作用下岩石的各向异性特性研究现状 |
| 1.2.3.1 岩石物理性质的各向异性 |
| 1.2.3.2 岩石力学性质的各向异性 |
| 1.2.4 高温条件下顶板岩石的稳定性研究现状 |
| 1.3 存在的主要问题 |
| 1.4 本文主要研究内容及技术路线 |
| 第2章 高温下各向异性砂质泥岩的物理性质演化规律 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验过程和方法 |
| 2.2.1 热重试验 |
| 2.2.2 热膨胀系数试验 |
| 2.2.3 导热系数试验 |
| 2.2.4 波速和渗透率试验 |
| 2.2.5 试验方法 |
| 2.3 试验结果 |
| 2.3.1 热重试验结果分析 |
| 2.3.2 热膨胀系数随温度的变化规律 |
| 2.3.3 导热系数、比热容和热扩散率随温度的变化关系 |
| 2.3.4 失重率随温度的变化规律 |
| 2.3.5 纵波波速随温度的变化规律 |
| 2.3.6 砂质泥岩的渗透率随温度的变化规律 |
| 2.4 分析与讨论 |
| 2.4.1 垂直层理方向的渗透率与温度、体积应力及孔隙压力的关系 |
| 2.4.2 平行层理方向的渗透率与温度、体积应力及孔隙压力的关系 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 高温三轴应力下各向异性砂质泥岩全应力-应变过程的渗透性试验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验设备及方法 |
| 3.2.1 试验试样及其制备 |
| 3.2.2 实验设备 |
| 3.2.3 试验方法及步骤 |
| 3.3 试验结果 |
| 3.3.1 高温作用下砂质泥岩的渗透率变化规律 |
| 3.3.2 高温作用下砂质泥岩全应力-应变过程的渗透率变化规律 |
| 3.4 分析与讨论 |
| 3.4.1 温度对砂质泥岩三轴压缩过程中渗流规律的影响 |
| 3.4.2 层理对砂质泥岩三轴压缩过程中渗流规律的影响 |
| 3.4.3 蠕变效应对砂质泥岩三轴压缩过程中渗流规律的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 高温下各向异性砂质泥岩单轴压缩力学性能及声发射特征研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验设备及方法 |
| 4.2.1 试样的制备 |
| 4.2.2 试验设备 |
| 4.2.3 试验方法 |
| 4.3 试验结果 |
| 4.3.1 高温下砂质泥岩的单轴力学特性 |
| 4.3.2 高温泥岩单轴压缩过程中声发射性能 |
| 4.3.3 各向异性对高温砂质泥岩的破裂形式的影响 |
| 4.4 分析与讨论 |
| 4.4.1 XRD微观成分分析 |
| 4.4.2 高温下砂质泥岩的损伤机制分析 |
| 4.4.3 层理方位对高温砂质泥岩单轴力学性能的影响机制 |
| 4.4.4 各向异性对砂质泥岩损伤统计本构模型的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 高温下各向异性砂质泥岩抗拉和抗剪特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验过程及方法 |
| 5.2.1 试样的制备 |
| 5.2.2 试验设备及方法 |
| 5.2.2.1 巴西劈裂试验设备 |
| 5.2.2.2 变角剪切试验设备 |
| 5.2.2.3 试验目的及方法 |
| 5.3 试验结果 |
| 5.3.1 抗拉试验结果 |
| 5.3.1.1 加载力与层理面垂直时砂质泥岩的抗拉强度 |
| 5.3.1.2 加载力与层理面平行时砂质泥岩的抗拉强度 |
| 5.3.1.3 加载力与层理面正交时砂质泥岩的抗拉强度 |
| 5.3.2 抗剪试验结果 |
| 5.3.2.1 剪切面与层理面垂直时砂质泥岩的抗剪强度 |
| 5.3.2.2 剪切面与层理面平行时砂质泥岩的抗剪强度 |
| 5.3.2.3 剪切面与层理面正交时砂质泥岩的抗剪强度 |
| 5.3.2.4 不同温度作用下各向异性砂质泥岩的破坏形式 |
| 5.4 分析与讨论 |
| 5.4.1 不同温度作用下各向异性砂质泥岩的抗拉特性分析 |
| 5.4.2 不同温度作用后各向异性砂质泥岩的抗剪特性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 原位注热开采油页岩过程中砂质泥岩盖层的稳定性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 原位注热开采油页岩过程中热-流-固耦合数学模型 |
| 6.2.1 热-力耦合作用下岩石的横观各向同性模型 |
| 6.2.1.1 横观各向同性模型 |
| 6.2.1.2 考虑温度损伤的横观各向同性模型 |
| 6.2.2 热-流-固耦合作用下岩石的渗透率模型 |
| 6.2.3 热-流-固耦合数学模型 |
| 6.2.3.1 流固耦合模型 |
| 6.2.3.2 热流固耦合模型 |
| 6.3 原位注热开采油页岩过程中热-流-固耦合数学模型的数值解法 |
| 6.4 原位注热开采油页岩过程中的参数选取及分析 |
| 6.4.1 几何建模 |
| 6.4.2 边界条件 |
| 6.4.3 油页岩和砂质泥岩物性参数的确定 |
| 6.4.3.1 温度、孔隙压力对岩石孔隙率和渗透率的影响 |
| 6.4.3.2 温度对岩石导热系数和热膨胀系数的影响 |
| 6.4.3.3 温度对岩石力学性质的影响 |
| 6.4.4 温度对流体物理性质的影响 |
| 6.5 数值模拟结果和分析 |
| 6.5.1 温度场的动态分布规律 |
| 6.5.2 位移场的动态分布规律 |
| 6.5.3 孔隙压力的动态分布规律 |
| 6.5.4 各向异性砂质泥岩渗透率的动态演化规律 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）废弃矿井采空区覆岩裂隙导通机理及多尺度渗流特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 煤岩体力学特性及其变形破裂监测 |
| 1.2.2 覆岩破断力学机制及裂隙演化特征 |
| 1.2.3 裂隙面几何形貌特征及其渗流特性研究 |
| 1.2.4 裂隙煤体孔隙结构及其微观流动特性 |
| 1.2.5 采空区裂隙网络及其渗流特性研究 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 单轴压缩条件下煤岩体力学特性及破裂演化规律 |
| 2.1 试验试件及设备 |
| 2.1.1 试件制作 |
| 2.1.2 试验设备 |
| 2.1.3 试验流程 |
| 2.2 单轴压缩抗压强度及变形破坏特征 |
| 2.2.1 应力-应变曲线特征 |
| 2.2.2 单轴抗压强度 |
| 2.2.3 破坏模式 |
| 2.3 煤岩破裂过程中的声发射响应特征 |
| 2.3.1 破裂过程声发射能量分析 |
| 2.3.2 声发射事件分布特征空间演化 |
| 2.4 数字散斑全场应变及动态破裂过程分析 |
| 2.4.1 不同位置标记点变形规律 |
| 2.4.2 破裂过程变形场演化分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 覆岩破断裂隙通道形成机理及其形态特征 |
| 3.1 关键块体结构破断力学机制理论分析 |
| 3.1.1 力学模型的建立及边界条件的确定 |
| 3.1.2 模型内应力分量解析解 |
| 3.1.3 破裂迹线/塑性边界方程 |
| 3.2 主应力场及应变能密度分布特征算例分析 |
| 3.2.1 基准参数选取及计算过程 |
| 3.2.2 应力及应变分量分布特征分析 |
| 3.2.3 不同块体长度的应变能密度分布特征 |
| 3.3 裂隙通道形态及其张开度特征分析 |
| 3.3.1 破裂迹线形态特征分析 |
| 3.3.2 内聚力和内摩擦角对破裂迹线的影响 |
| 3.3.3 不同块体长度的破断裂隙张开度对比分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 三轴加卸载作用下原生裂隙岩体渗流特性研究 |
| 4.1 试验试件及流程 |
| 4.1.1 试件制备 |
| 4.1.2 加卸载渗流试验方案 |
| 4.1.3 试验系统及测试过程 |
| 4.2 裂隙岩体渗流特性分析 |
| 4.2.1 加载路径下渗透压对渗流特性的影响 |
| 4.2.2 卸载条件下围压对渗流规律的影响 |
| 4.3 岩石裂隙面三维形貌特征及渗流路径分析 |
| 4.3.1 三维几何形貌特征 |
| 4.3.2 裂隙面粗糙度参数定量分析 |
| 4.3.3 裂隙面优势渗流路径模拟分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 裂隙煤体三维重构及微细观渗流机理研究 |
| 5.1 试验概况 |
| 5.1.1 样品采集及试验设备 |
| 5.1.2 裂隙煤体三维重构过程 |
| 5.2 数字岩心微观孔裂隙结构特征 |
| 5.2.1 基于 CT 切片的裂缝分布特征 |
| 5.2.2 三维模型重构及过程分析 |
| 5.3 煤体孔裂隙结构及微细观渗流特性分析 |
| 5.3.1 裂隙单元体三维模型重构 |
| 5.3.2 裂隙单元体孔裂隙分布特征 |
| 5.3.3 裂隙单元体微观渗流模拟分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 废弃矿井采空区裂隙网络水气两相渗流特性研究 |
| 6.1 采空区覆岩裂隙分布特征 |
| 6.1.1 相似模拟实验过程 |
| 6.1.2 覆岩破断裂隙整体形态特征 |
| 6.1.3 采空区块体破断裂隙特征分析 |
| 6.2 基于图像识别的裂隙网络统计分析 |
| 6.2.1 覆岩裂隙提取过程 |
| 6.2.2 裂隙几何参数统计 |
| 6.2.3 统计结果分析 |
| 6.3 采空区裂隙网络水气两相渗流模拟 |
| 6.3.1 裂隙网络几何模型及计算流程 |
| 6.3.2 两相裂隙流控制方程与求解方法 |
| 6.3.3 水气两相渗流计算结果分析 |
| 6.4 结论 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.2 选题依据与目的 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 隧道突水突变机理 |
| 1.2.2 突水灾变演化过程模拟方法 |
| 1.2.3 近场动力学在岩土工程中的应用 |
| 1.2.4 研究现状发展趋势与存在问题 |
| 1.3 主要内容与创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第二章 基于矩阵运算的裂隙岩体三维近场动力学模拟 |
| 2.1 近场动力学基本理论 |
| 2.1.1 连续-非连续模拟的非局部作用思想 |
| 2.1.2 常规态型近场动力学模型 |
| 2.1.3 动态/静态问题数值求解方法 |
| 2.2 节理裂隙岩体强度折减本构模型 |
| 2.2.1 基于强度折减理论的岩体本构模型 |
| 2.2.2 岩体本构模型参数确定方法 |
| 2.3 非均质岩体材料压缩破坏模拟 |
| 2.3.1 岩体材料非均质特性表征 |
| 2.3.2 岩体材料压缩破坏模拟 |
| 2.4 基于矩阵运算的高效求解策略 |
| 2.4.1 近场动力学矩阵运算基本原理 |
| 2.4.2 近场动力学矩阵运算程序开发 |
| 2.4.3 近场动力学矩阵运算效率分析 |
| 2.5 岩体破坏三维模拟算例验证 |
| 2.5.1 完整岩体破坏过程模拟 |
| 2.5.2 节理岩体破坏过程模拟 |
| 2.5.3 裂隙岩体破坏过程模拟 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 裂隙岩体应力-渗流耦合近场动力学模拟 |
| 3.1 地下水渗流近场动力学模型 |
| 3.1.1 等效连续介质渗流模型 |
| 3.1.2 离散裂隙网络渗流模型 |
| 3.1.3 孔隙-裂隙双重介质渗流模型 |
| 3.2 裂隙岩体流-固耦合模拟方法 |
| 3.2.1 物质点双重覆盖理论模型 |
| 3.2.2 流-固耦合矩阵运算与程序开发 |
| 3.3 应力状态对水力裂隙扩展路径的影响规律 |
| 3.3.1 应力状态对水力裂隙的影响机制 |
| 3.3.2 水力裂隙扩展路径模拟结果分析 |
| 3.4 天然裂隙对水力裂隙扩展路径的影响规律 |
| 3.4.1 天然裂隙与水力裂隙相互作用关系 |
| 3.4.2 水力裂隙扩展路径模拟结果分析 |
| 3.5 岩体裂隙网络水力压裂过程损伤破坏规律 |
| 3.5.1 裂隙网络对水力裂隙的影响机制 |
| 3.5.2 裂隙网络岩体水力压裂模拟结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 隧道开挖卸荷效应近场动力学模拟 |
| 4.1 卸荷效应模拟的物质点休眠法 |
| 4.1.1 物质点休眠法基本思想 |
| 4.1.2 开挖卸荷模拟程序设计 |
| 4.2 隧道开挖损伤区模拟分析 |
| 4.2.1 隧道开挖损伤区形成机制 |
| 4.2.2 隧道开挖损伤区演化过程 |
| 4.2.3 隧道开挖围岩位移场变化规律 |
| 4.3 渗流卸荷近场动力学模拟 |
| 4.3.1 孔隙介质渗流卸荷模拟 |
| 4.3.2 裂隙介质渗流卸荷模拟 |
| 4.3.3 双重介质渗流卸荷模拟 |
| 4.4 卸荷作用下应力-渗流耦合近场动力学模拟 |
| 4.4.1 卸荷作用下应力-渗流近场动力学模拟方法 |
| 4.4.2 卸荷作用下应力-渗流耦合模拟程序设计 |
| 4.5 隧道开挖损伤区应力-渗流耦合模拟 |
| 4.5.1 渗流对隧道开挖损伤区的影响机制 |
| 4.5.2 渗透压力对隧道开挖损伤的影响规律 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 隧道隔水岩体渐进破坏突水灾变过程模拟 |
| 5.1 歇马隧道突水灾害概述 |
| 5.1.1 依托工程概况 |
| 5.1.2 工程现场突水情况 |
| 5.2 隧道岩体破坏突水地质力学模型试验 |
| 5.2.1 地质力学模型试验概述 |
| 5.2.2 隔水岩体渐进破坏突水过程 |
| 5.3 隧道岩体破坏突水近场动力学模型 |
| 5.3.1 隧道施工过程三维模型 |
| 5.3.2 监测断面布置情况 |
| 5.4 隧道岩体破坏突水模拟结果分析 |
| 5.4.1 围岩损伤状态分析 |
| 5.4.2 围岩渗流场分析 |
| 5.4.3 围岩位移场分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 隧道隔水岩体渐进破坏突水影响因素分析 |
| 6.1 岩溶隧道突水影响因素与模型设计 |
| 6.1.1 岩溶隧道突水影响因素 |
| 6.1.2 岩溶隧道突水模拟工况设计 |
| 6.2 岩溶隧道突水灾变过程工程尺度模拟 |
| 6.2.1 工程尺度模拟三维数值模型 |
| 6.2.2 隔水岩体渐进破坏突水过程分析 |
| 6.3 岩溶隧道突水影响因素分析 |
| 6.3.1 溶洞发育规模 |
| 6.3.2 溶洞水压力 |
| 6.3.3 围岩弹性模量 |
| 6.3.4 围岩抗拉强度 |
| 6.3.5 隧道埋深 |
| 6.3.6 溶洞位置 |
| 6.4 基于数值模拟结果的隧道突水防控措施分析 |
| 6.4.1 最小安全厚度计算结果分析 |
| 6.4.2 岩溶隧道突水防控措施分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 近场动力学岩土工程数值仿真软件及应用 |
| 7.1 数值仿真软件研发 |
| 7.1.1 软件功能设计 |
| 7.1.2 软件架构设计 |
| 7.1.3 软件运行环境 |
| 7.2 数值仿真软件介绍 |
| 7.2.1 用户界面介绍 |
| 7.2.2 使用方法介绍 |
| 7.3 应用实例分析 |
| 7.3.1 模型概况 |
| 7.3.2 模拟结果分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 博士期间参与的科研项目 |
| 博士期间发表的论文 |
| 博士期间申请的专利 |
| 博士期间获得的奖励 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（4）西北矿区浅表水系统稳定性控制机理与矿区规划原则 ——以榆神矿区为例（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义(Research Background and Significance) |
| 1.2 国内外研究现状(Current Research Status) |
| 1.3 主要研究内容、方法和技术路线(Main research contents,methods and technical routes) |
| 1.4 主要创新点(Main Innovations in Dissertation) |
| 2 榆神矿区煤水赋存特征及覆岩(土)物理力学特性 |
| 2.1 我国西北矿区煤水资源分布特点(Coal and Water Resource Distribution in Northwest Coalfields) |
| 2.2 榆神矿区地质条件概况(Geological Settings of Yushen Mining Area) |
| 2.3 榆神矿区地质条件分类 (Geology classification regarding Yushen Mining Area) |
| 2.4 覆岩土物理力学特性(Physical and Mechanical Properties of Overlying Rocks/Soils) |
| 2.5 本章小结(Chapter summary) |
| 3 采动覆岩等效渗透系数确定方法及演化规律 |
| 3.1 采动岩土损伤及渗流应力关系(Rock/Soil Damage due to Mining and Seepage-Stress Relationship) |
| 3.2 采动覆岩变形损伤及渗透特性演化特征(Evolution of Strata Deformation and Damage and Permeability Characteristics) |
| 3.3 采动覆岩等效渗透系数计算方法(Calculation Method for Equivalent Permeability Coefficient of Overburden Strata) |
| 3.4 采动覆岩等效渗透系数时空演化模型(Temporal and spatial evolution model of equivalent permeability coefficient) |
| 3.5 本章小结(Chapter Summary) |
| 4 采动浅表水系统稳定性评价及控制机理 |
| 4.1 采动浅表水漏失机制(Mechanism of mining-induced shallow water loss) |
| 4.2 考虑开采扰动的等效渗透系数数值化处理方法(Numerical method for equivalent permeability coefficient processing considering mining disturbance) |
| 4.3 采动浅表水定量评价模型及演化特征(Quantitative evaluation model of shallow water and its evolution characteristics) |
| 4.4 采动浅表水系统稳定性影响因素(Factors influencing the stability of shallow water system) |
| 4.5 本章小结(Chapter Summary) |
| 5 榆神矿区浅表水系统稳定约束下的矿区规划原则 |
| 5.1 榆神矿区开采浅表水系统稳定性评价(Stability evaluation of shallow water system in case area) |
| 5.2 基于浅表水系统稳定的矿井布局方法(Mine layout method based on shallow water system stability) |
| 5.3 榆神矿区三、四期局部区域矿井布局(Layout of local mines in the 3rd and 4th phases of Yushen area) |
| 5.4 榆神矿区典型地质条件矿井布局 (Layout of mines with representative geological settings in Yushen area) |
| 5.5 基于浅表水系统稳定的矿区规划原则(Mine planning principle considering shallow water system stabilization) |
| 5.6 本章小结(Chapter summary) |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论(Main Conclusions) |
| 6.2 展望(Prospect) |
| 参考文献 |
| 附录1 各向异性岩石模拟方法及细观节理损伤演化 |
| 附录2 破碎煤岩体渗透率模型 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）水—力耦合作用下裂隙岩体渗流规律与突水机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 2 文献综述与研究内容 |
| 2.1 水-力耦合作用下裂隙岩体力学特性研究 |
| 2.2 水-力耦合作用下裂隙岩体渗流特性研究 |
| 2.3 水-力耦合作用下裂隙岩体变形破坏全过程研究 |
| 2.4 水-力耦合作用下裂隙岩体变形破坏数值模拟研究 |
| 2.5 水-力耦合研究存在的问题 |
| 2.6 研究内容及技术路线 |
| 2.6.1 主要研究内容 |
| 2.6.2 技术路线 |
| 3 水-力耦合作用下裂隙岩体渗流特性试验研究 |
| 3.1 材料选取及物理力学特征 |
| 3.1.1 材料选取、试样加工及细观测试 |
| 3.1.2 试样孔隙度及孔径测试 |
| 3.2 试验方案、设备及步骤 |
| 3.2.1 试验方案 |
| 3.2.2 试验设备及步骤 |
| 3.3 基于福希海默方程的非线性渗流行为分析 |
| 3.3.1 裂隙砂岩非线性渗流行为分析 |
| 3.3.2 福希海默系数的参数表达式 |
| 3.4 有效评估达西定律的适用性方法 |
| 3.4.1 归一化导水系数法 |
| 3.4.2 压力梯度比法 |
| 3.4.3 体积流量比法 |
| 3.5 福希海默系数探讨及裂隙砂岩渗流特性对比分析 |
| 3.5.1 福希海默系数探讨及物理意义 |
| 3.5.2 渗流特性对比分析 |
| 3.6 水-力耦合机制分析 |
| 3.6.1 有效应力系数确定 |
| 3.6.2 渗透率与法向应力关系分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 水-力耦合作用下裂隙岩体变形破坏机制研究 |
| 4.1 试验方案、设备及步骤 |
| 4.1.1 试验方案 |
| 4.1.2 试验设备及步骤 |
| 4.2 水-力耦合作用下裂隙砂岩力学特性 |
| 4.2.1 裂隙砂岩渐进破坏应力-应变关系 |
| 4.2.2 裂隙砂岩渐进破坏阈值确定 |
| 4.2.3 强度特性分析 |
| 4.2.4 变形特性分析 |
| 4.3 基于声发射裂隙砂岩变形破坏演化规律 |
| 4.3.1 声发射监测技术及设备 |
| 4.3.2 基于声发射时序特征参数的变形破坏特征分析 |
| 4.3.3 基于声发射频域特征参数的变形破坏特征分析 |
| 4.4 水-力耦合作用下裂隙砂岩破坏模式分析 |
| 4.4.1 裂纹破坏类型分析 |
| 4.4.2 裂隙砂岩破坏模式分析 |
| 4.5 水-力耦合作用下裂隙砂岩变形破坏过程数值模拟研究 |
| 4.5.1 水-力耦合数值模型构建及参数设置 |
| 4.5.2 水-力耦合作用下裂隙砂岩数值模拟研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 水-力耦合作用下裂隙岩体变形破坏中渗透率演化研究 |
| 5.1 水压加载设备及方法 |
| 5.2 裂隙砂岩变形破坏过程中渗透率的演化规律 |
| 5.2.1 渗透率、应力与时间关系分析 |
| 5.2.2 不同倾角下渗透率的变化规律 |
| 5.2.3 渗透率与偏应力关系分析 |
| 5.3 裂隙砂岩变形破坏过程中渗透率演化的数值模拟研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 水-力耦合作用下底板突水通道形成机制及防治措施 |
| 6.1 工程概况 |
| 6.2 工程地质与水文地质 |
| 6.2.1 工程地质特征 |
| 6.2.2 水文地质情况 |
| 6.3 水-力耦合作用下裂隙岩体渐进破坏过程理论模型 |
| 6.3.1 水-力耦合控制方程 |
| 6.3.2 渗流与损伤耦合控制方程 |
| 6.4 煤层底板渐进破坏与渗流演化数值模拟研究 |
| 6.4.1 底板突水过程数值模型构建及参数 |
| 6.4.2 不同形状裂隙对底板破裂模式与渗流场的影响 |
| 6.4.3 组合裂隙下底板渐进破裂与渗流演化模拟结果分析 |
| 6.5 煤层底板裂隙岩体突水防治建议措施 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要工作及结论 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）川南龙马溪组页岩力学特性及水力压裂机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究目标与内容 |
| 1.4 研究方法及技术路线 |
| 2 页岩的物理及微观特性研究 |
| 2.1 页岩取样 |
| 2.2 试验测试系统 |
| 2.3 页岩物理及微观特性分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 页岩的强度、变形及破坏特性试验研究 |
| 3.1 页岩常规三轴压缩试验研究 |
| 3.2 页岩巴西劈裂试验研究 |
| 3.3 页岩三轴循环加卸载试验研究 |
| 3.4 页岩三轴卸围压试验研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于室内试验的页岩脆性评价方法研究 |
| 4.1 页岩脆性评价的方法 |
| 4.2 基于不同评价方法的页岩脆性特征分析 |
| 4.3 页岩脆性特征与破坏模式的关系讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 完整和含裂隙页岩渗透特性试验研究 |
| 5.1 试验原理和程序 |
| 5.2 完整页岩渗透特性分析 |
| 5.3 裂隙页岩渗透特性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 页岩的强度、变形及破坏机理离散元模拟研究 |
| 6.1 PFC2D程序简介 |
| 6.2 页岩数值模型的建立及细观参数标定 |
| 6.3 页岩常规三轴压缩模拟结果分析 |
| 6.4 页岩循环加卸载模拟结果分析 |
| 6.5 页岩卸围压模拟结果分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 页岩水力裂缝扩展机理及应用研究 |
| 7.1 PFC2D中流-固耦合的实现 |
| 7.2 页岩水力压裂裂缝扩展机理研究 |
| 7.3 页岩储层水平井分段压裂应用研究 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（7）页岩细观力学特性对水力压裂裂缝扩展规律的影响及定量评价研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状与不足 |
| 1.3 研究内容与创新点 |
| 1.4 研究方法和技术路线 |
| 2 三轴压缩试验中层理对页岩各向异性的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电液伺服岩石试验系统 |
| 2.3 试样准备与试验过程 |
| 2.4 试验结果及分析 |
| 2.5 试验结果对比 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 层理对拉/压作用下页岩细观裂缝扩展行为的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 接触模型 |
| 3.3 页岩三点弯曲试验数值模拟模型 |
| 3.4 拉伸作用下层理对页岩裂缝扩展的影响分析 |
| 3.5 页岩单轴压缩试验数值模拟模型 |
| 3.6 压缩作用下层理对页岩裂缝扩展的影响分析 |
| 3.7 常规三轴压缩状态下不同层理强度参数组合的影响差异分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 层理对页岩水力压裂裂缝形态演化的定量评价 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 流-固耦合算法 |
| 4.3 页岩水力压裂试验数值模拟模型 |
| 4.4 层理整体强度 |
| 4.5 层理剪-拉强度比 |
| 4.6 层理整体强度与层理剪-拉强度比的影响差异对比 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 储层非均质性对页岩临界破裂压力及裂缝渗透率的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 低脆性矿物质量分数 |
| 5.3 低脆性矿物弹性模量 |
| 5.4 储层非均质性对压裂效果的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 井口初始裂缝形态对页岩临界破裂压力及裂缝扩展路径的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 对称径向井口初始裂缝 |
| 6.3 X型井口初始裂缝 |
| 6.4 单边径向井口初始裂缝 |
| 6.5 初始裂缝形态对渗透率和分形维数的影响 |
| 6.6 应力比变化对页岩破坏特征的影响 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（8）流固耦合下煤岩渗透性演化及储层压裂增透机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 2 非均质煤岩弹塑性损伤模型研究 |
| 2.1 煤岩力学行为特征 |
| 2.2 煤岩本构模型 |
| 2.3 煤岩弹塑性损伤模型 |
| 2.4 弹塑性损伤模型数值模拟 |
| 2.5 煤岩弹塑性损伤模型参数分析 |
| 2.6 煤岩弹塑性损伤模型验证 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 流固耦合下煤岩渗透性演化规律 |
| 3.1 典型煤岩渗透性演化特征 |
| 3.2 渗流场与应力场的耦合方式 |
| 3.3 基于数值软件的有限元模型 |
| 3.4 渗流-应力耦合煤岩模型结果 |
| 3.5 煤岩渗透性演化影响性分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 煤岩渗流演化方程的建立 |
| 4.1 Dracy渗流定律 |
| 4.2 煤岩损伤对渗流演化的影响 |
| 4.3 煤岩渗透性演化方程 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 煤储层压裂增透特性研究 |
| 5.1 流固耦合作用下储层变形分析 |
| 5.2 煤储层水力压裂数值模型 |
| 5.3 数值模拟方法及步骤 |
| 5.4 计算结果及分析 |
| 5.5 储层水力压裂特性影响因素 |
| 5.6 储层水力压裂增透机理 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（9）采场边界覆岩损伤破坏特征及渗透性演化规律（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容和思路 |
| 1.4 主要创新点 |
| 2 采场边界影响区的分区特征 |
| 2.1 采场边界影响区的应力分区特征 |
| 2.2 采场边界影响区的变形分区特征 |
| 2.3 采场边界影响区的渗透性分区特征 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 采场边界影响区采动应力路径特征 |
| 3.1 采动覆岩垮落与压实的模拟方案 |
| 3.2 采场边界影响区采动应力路径 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 采场边界影响区覆岩裂隙发育规律 |
| 4.1 采动覆岩下沉与变形 |
| 4.2 采动覆岩裂隙发育机理 |
| 4.3 采动裂隙发育实例分析 |
| 4.4 小结 |
| 5 采动损伤岩石与裂隙渗透率演化模型 |
| 5.1 损伤岩石与裂隙渗透率的理论模型 |
| 5.2 采动应力路径下岩石三轴渗流实验 |
| 5.3 采动损伤岩石渗透率演化模型 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 采场边界影响区覆岩渗透性演化规律及控制 |
| 6.1 采动覆岩损伤破坏特征及裂隙发育规律 |
| 6.2 采动覆岩渗透性演化规律及分区特征 |
| 6.3 边界影响区采动覆岩渗透性控制 |
| 6.4 小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（10）非均质页岩储层体破裂增透的热-气-液-固耦合理论及产能模型研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及不足 |
| 1.3 研究内容与创新点 |
| 1.4 研究方案与技术路线 |
| 2 页岩渗透及孔裂隙结构特征的温度效应试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验材料及制备 |
| 2.3 页岩渗透试验 |
| 2.4 页岩矿物成分分析 |
| 2.5 页岩孔隙裂隙结构特征 |
| 2.6 页岩孔径分布特征 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 考虑基质非均匀热破裂的三参数渗透率演化模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 岩石基质与裂隙的非均匀变形分析 |
| 3.3 裂隙岩石热开裂过程渗透率演化模型 |
| 3.4 渗透率演化模型的试验验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 页岩储层中气-水两相流模型的迭代解析解 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 页岩气-水两相流控制方程 |
| 4.3 气-水两相流迭代解析解 |
| 4.4 气-水产能的迭代解析解 |
| 4.5 产能解析解的模型验证 |
| 4.6 模型参数敏感性分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 页岩储层的热-气-水流动耦合机理分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 页岩储层的热传导规律 |
| 5.3 页岩储层中热-气-水耦合渗流规律 |
| 5.4 影响气体产能的因素分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 页岩气注热开采的热-气-液-固耦合机理分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 热-气-液-固耦合过程的控制方程 |
| 6.3 数值模型建立 |
| 6.4 模型的计算结果与讨论 |
| 6.5 页岩气注热开采的产能分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
四、关于“非均质岩石破裂过程渗透率演化规律研究”的探讨（论文参考文献）
- [1]高温下砂质泥岩物理力学特性的各向异性演化规律及其应用[D]. 曹孟涛. 太原理工大学, 2021(01)
- [2]废弃矿井采空区覆岩裂隙导通机理及多尺度渗流特性研究[D]. 张纯旺. 太原理工大学, 2021(01)
- [3]隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法[D]. 高成路. 山东大学, 2021(11)
- [4]西北矿区浅表水系统稳定性控制机理与矿区规划原则 ——以榆神矿区为例[D]. 张帅. 中国矿业大学, 2021
- [5]水—力耦合作用下裂隙岩体渗流规律与突水机理研究[D]. 张英. 北京科技大学, 2020
- [6]川南龙马溪组页岩力学特性及水力压裂机理研究[D]. 殷鹏飞. 中国矿业大学, 2020
- [7]页岩细观力学特性对水力压裂裂缝扩展规律的影响及定量评价研究[D]. 窦法楷. 中国矿业大学, 2020
- [8]流固耦合下煤岩渗透性演化及储层压裂增透机理研究[D]. 张磊. 山东科技大学, 2020(06)
- [9]采场边界覆岩损伤破坏特征及渗透性演化规律[D]. 余伊河. 中国矿业大学, 2020
- [10]非均质页岩储层体破裂增透的热-气-液-固耦合理论及产能模型研究[D]. 尚晓吉. 中国矿业大学, 2020