渗透水压力作用下软弱油页岩巷道蠕变失稳机理研究

基本信息
批准号:51404130
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:王俊光
学科分类:
依托单位:辽宁工程技术大学
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:易富,张华宾,赵宝友,汪北方,王庆龙,孙赫,谭晓引
关键词:
蠕变失稳渗流蠕变耦合油页岩巷道渗透水压力相似材料
结项摘要

Aiming at the scientific problem of creep instability of surrounding rock in the underground mining process of oil shale, centering on the creep law and interaction mechanism of oil shale roadway under the effect of seepage water pressure, through a series of similar material simulation experiments of oil shale roadway under the coupling condition of seepage and creep, multidisciplinary research methods of rock rheology, fluid mechanics, rock mechanics, mining pressure and strata control and groundwater dynamics are used to reveal the creep instability mechanism of oil shale roadway under seepage water pressure; the relativity between seepage, deformation and time is found out, the effects of dynamic changes of porosity, permeability coefficient and seepage water pressure on creep law of oil shale roadway; nonlinear aging creep model of creep parameters changing with stress, time and seepage water pressure is put forward and identification method of inversion model is researched; the multivariate nonlinear seepage-creep coupling dynamic model of oil shale roadway is established, numerical calculation of the model is given; creep instability criterion of oil shale roadway is put forward and creep instability region and time of oil shale roadway under seepage water pressure is predicted. To provide scientific basis for structure stability of oil shale underground mining and provide theoretical and practical basis for the enrichment and expansion of creep law of extremely soft rock.

针对油页岩地下开采中巷道围岩蠕变失稳这一关键科学问题,围绕渗透水压力作用下油页岩巷道蠕变规律及相互作用机理,通过一系列渗流-蠕变耦合条件下油页岩巷道相似材料模拟试验,采用岩石流变学、渗流力学、矿山岩体力学、矿山压力与岩层控制和地下水动力学等多学科交叉研究方法,揭示渗透水压力作用下油页岩巷道蠕变失稳机制;弄清渗流、变形与时间的相关性,分析孔隙率、渗透系数、渗透水压力等参数的动态变化对油页岩巷道蠕变规律的影响;提出蠕变参数随应力、时间及渗透水压力变化的非线性时效蠕变模型,并研究模型参数反演辨识方法;建立含多变量的油页岩巷道非线性渗流-蠕变耦合动力学模型,给出模型的数值计算方法;提出油页岩巷道蠕变失稳判据,并预测渗透水压力作用下油页岩巷道蠕变失稳区域和失稳时间。为油页岩地下开采结构稳定性提供科学依据,为丰富和扩展极软岩石蠕变规律提供理论和应用基础。

项目摘要

针对油页岩地下开采中巷道围岩蠕变失稳这一关键科学问题,围绕渗透水压力作用下油页岩巷道蠕变规律及相互作用机理,通过一系列渗流-蠕变耦合条件下油页岩岩石蠕变实验和油页岩巷道相似材料模拟试验,采用岩石流变学、渗流力学、矿山岩体力学、矿山压力与岩层控制和地下水动力学等多学科交叉研究方法,揭示渗透水压力作用下油页岩巷道蠕变失稳机制;弄清渗流、变形与时间的相关性,分析渗透水压力等参数的动态变化对油页岩巷道蠕变规律的影响;提出蠕变参数随应力、时间及渗透水压力变化的非线性时效蠕变模型,并研究模型参数反演辨识方法;建立含多变量的油页岩巷道非线性渗流-蠕变耦合动力学模型,给出模型的数值计算方法;以吉林桦甸油页岩矿为工程背景,采用FLAC3D软件,并进行二次开发,数值计算得到了渗透水压力作用下油页岩巷道开挖扰动下的围岩变形、破坏特性,预测渗透水压力作用下油页岩巷道蠕变失稳区域。为油页岩地下开采结构稳定性提供科学依据,为丰富和扩展极软岩石蠕变规律提供理论和应用基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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