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| 1 | 盐岩非线性蠕变损伤本构模型及其工程应用显示文摘盐岩以其良好的流变、低渗透率及损伤自我恢复等特性,是目前国内外公认的能源、废弃物贮存和高放射废物地质处置的首选介质。结合金坛储气库盐岩三轴蠕变的研究成果,建立盐岩三维蠕变损伤的本构方程和损伤演化方程,并将建立的本构方程编制成有限元计算程序,模拟金坛储气库在注采过程中的蠕变和损伤演化的影响范围。研究成果对金坛储气库的运行压力设计具有一定的参考意义。 | 陈卫忠 王者超 伍国军 杨建平 张保平 | 2007 | 岩石力学与工程学报2007,26,3: | 81 |
| 2 | 软硬互层边坡岩体的蠕变特性研究及稳定性分析显示文摘岩体的蠕变性是影响边坡变形与长期稳定性的重要因素之一。以清江水布垭坝址区马崖高边坡为例,针对边坡内具代表性的软岩和硬岩,通过开展室内岩石压缩蠕变试验,研究了不同类型软、硬岩石的蠕变破坏特征,据此建立了岩石的流变本构模型并进行参数辨识。在此基础上,应用三维粘弹塑性方法对马崖高边坡的时效变形及稳定性进行数值分析,探讨了边坡在开挖卸荷及泄洪冲切(运行期)等工程荷载作用下岩体的蠕变变形及塑性区发展。研究结果表明,软硬互层边坡岩体的蠕变效应十分显著,对于大规模开挖的岩质高边坡而言,岩体的蠕变特征不仅影响到边坡的位移量值,而且改变了边坡的位移形态。在工程长期运行过程中,岩体蠕变引起的应力场变化使得坡体内塑性区分布由坡面向坡内延伸,按流变10 a计,其延伸深度可达数十米。 | 丁秀丽 付敬 刘建 盛谦 陈汉珍 韩冰 | 2005 | 岩石力学与工程学报2005,24,19: | 75 |
| 3 | 层状盐岩力学特性研究进展显示文摘盐岩具有孔隙度低,渗透率小,损伤自恢复和塑性变形能力大等特性.本文着眼于深部盐岩能源地下储备,在简要介绍国内外盐岩力学特性研究现状基础上,着重综述了近期关于层状沉积型盐岩工程力学特性研究的进展.层状盐岩压缩试验表明泥质硬石膏夹层对盐岩体的变形和破坏特性有明显的影响,揭示了复合岩体的变形和破坏机制;层状盐岩流变试验表明层状盐岩的蠕变主要由盐岩层控制,硬夹层的存在对溶腔围岩的长期蠕变起到抑制作用;为了深入了解界面的力学特性,开展了层状盐岩直接剪切试验、间接拉伸试验和界面微观分析试验,试验表明层状盐岩体中盐岩夹层界面具有较强的黏结力,这十分有利于盐岩溶腔的密闭性和稳定性;针对特殊的层状岩体提出了复合岩体Cosserat介质扩展本构模型,并应用于层状盐岩构造中能源储库稳定性分析中.最后指出了层状盐岩工程力学特性研究中值得关注的几个重点研究方向. | 杨春和 李银平 屈丹安 陈锋 尹雪英 | 2008 | 力学进展2008,38,4: | 80 |
| 4 | 锦屏水电站绿砂岩三轴卸荷流变试验及非线性损伤蠕变本构模型研究显示文摘以锦屏二级水电站引水隧洞绿砂岩为研究对象,采用恒轴压、逐级卸围压的应力路径开展室内流变试验,研究卸荷条件下的轴向及侧向变形特征。成果表明:侧向塑性变形的发展速率明显比轴向快,岩样破坏前在侧向反应要比轴向更为明显。在对流变试验数据进行深入分析基础上,从材料损伤的角度出发,认为岩石流变力学参数随着黏性应变的负指数形式逐步弱化,从而建立起岩石损伤演化方程及变参数非线性Burgers模型。基于Levenberg-Marquardt(LM)算法,以残差平方和为目标函数,对试验数据开展相应拟合,所获得的参数可较好反映蠕变曲线的非线性特征。经比较,计算曲线与试验点曲线比较接近,说明该流变本构模型能较好的反映出锦屏绿砂岩在卸荷条件下的衰减蠕变阶段和稳定流变特性。 | 朱杰兵 汪斌 邬爱清 | 2010 | 岩石力学与工程学报2010,29,3: | 63 |
| 5 | 基于分数阶导数的盐岩流变本构模型显示文摘盐岩流变特性的研究对诸多地下工程如战略能源储备、CO2封存、高放废物处置等具有十分重要的意义.本文从分数阶导数出发,在常黏性系数Abel黏壶基础上,提出了一种新的变黏性系数的Abel黏壶元件.通过将分数阶Abel黏壶代替经典西原模型中Newton黏壶的方法,构建了基于分数阶导数的盐岩流变本构模型,并给出了流变本构模型的解析解.论文进一步应用程控流变仪进行了湖北江汉油田王储1井盐岩试件的单轴流变实验,基于盐岩流变实验数据,对分阶导数流变本构模型的参数进行了拟合分析,确定了模型中的参数.论文还进行了分数阶流变模型中的参数敏感性分析,揭示了应力水平、分数阶导数阶数、黏性系数对流变应变的影响规律,并验证了分数阶流变本构模型在特殊条件下可退化为经典西原模型.研究发现,本文提出的分数阶流变本构模型可以更好反映盐岩流变的三阶段尤其是加速流变阶段. | 周宏伟 王春萍 段志强 张淼 刘建锋 | 2012 | 中国科学:物理学、力学、天文学2012,42,3: | 71 |
| 6 | 盐岩蠕变特性温度效应的实验研究显示文摘对经历不同温度后的盐岩蠕变特性进行了实验研究,研究了应力水平和温度对盐岩蠕变特性的影响,通过实验获得的蠕变曲线和岩石参数,回归出了其稳态蠕变率本构方程。分析结果表明:偏应力和温度对盐岩稳态蠕变率影响较大;稳定蠕变应变率本构方程是作用在盐岩上的应力偏量的幂次函数和能量与温度的指数函数。并从盐岩蠕变模量随蠕变时间的变化规律入手,导出了以蠕变时间为自变量的损伤率演化方程和用损伤表示的蠕变模量演化方程。 | 高小平 杨春和 吴文 刘江 | 2005 | 岩石力学与工程学报2005,24,12: | 54 |
| 7 | 金坛盐矿老腔储气库长期稳定性分析数值模拟显示文摘盐穴储气库作为油气储气库的主要类型之一,已经在发达国家普遍采用。随着“西气东输”工程的进行以及天然气工业的不断发展,我国将会有更多的盐穴地下储气库建成并投入运行,因此怎样科学合理地分析盐穴储气库的稳定性已显得越来越重要。利用国际上著名的有限差分软件FLAC3D,对金坛盐矿某区老腔1号井、2号井建库完成后的腔体稳定性以及腔体蠕变规律进行了数值模拟,模拟结果表明,储气库在运行期间,流变会引起溶腔体积的减少,溶腔内压对储库的体积减少有直接的作用。并且利用该软件确定了储气库的运行压力在6 MPa~14.5 MPa之间,溶腔的体积缩小率在22%以内,为储气库的修建及管理提供了指导依据。 | 尹雪英 杨春和 陈剑文 | 2006 | 岩土力学2006,27,6: | 55 |
| 8 | 软岩多轴流变特性及其对拱坝的影响显示文摘尝试利用多轴非线性流变模型,将砾岩在多轴应力条件下的流变试验成果应用于实际工程,使仿真数值计算结果更接近实际情况。与干燥状态相比,泡水后软岩除了瞬时变形模量大幅度降低外,流变也很显著,这会对坝体应力带来明显的影响。考虑了侧压对岩石流变的影响,由于侧压作用,软岩流变减少,拱坝拉应力区域缩减,拉应力值也有一定程度的降低。 | 刘光廷 胡昱 陈凤岐 徐增辉 | 2004 | 岩石力学与工程学报2004,23,8: | 51 |
| 9 | 粉砂质泥岩三轴压缩应力松弛特性试验研究显示文摘采用RLJW–2000型岩石三轴流变伺服仪,在分级加载条件下完成饱和粉砂质泥岩的三轴压缩应力松弛试验。基于试验结果,划分岩石的应力松弛阶段,分析岩石的应力松弛特征,研究不同应变水平下岩石的应力松弛速率、径向应变、体积应变以及松弛模量随时间的变化规律,探讨岩石应力–应变等时曲线特征,系统地揭示粉砂质泥岩三轴压缩应力松弛特性。选取Burgers模型来描述粉砂质泥岩的应力松弛特性,采用LM-NLSF法对模型参数进行辨识。对比模型拟合曲线与试验曲线,二者吻合较好,表明Burgers模型可以较好地描述粉砂质泥岩的应力松弛特性,辨识得出的模型参数具有一定的实用价值。 | 于怀昌 周敏 刘汉东 黄志全 姜彤 | 2011 | 岩石力学与工程学报2011,30,4: | 44 |
| 10 | 废弃盐穴地下储气库稳定性研究显示文摘国际上公认盐岩体是地下能源(石油、天然气)储存最理想的介质,作为储气库的盐岩溶腔,一般都是根据设计要求通过水溶开采形成。目前,国内外鲜见利用地下废弃盐岩溶腔作为天然气储气库的先例。通过对ABAQUS有限元的二次开发,对某废弃盐岩溶腔的储气库围岩和岩柱的蠕变变形规律及腔顶蠕变损伤区的范围进行数值模拟,并对废弃溶腔作为储气库时的工作压力和储库套管鞋高度设计作了有益的探讨,这对指导工程实践具有一定的指导意义。 | 陈卫忠 伍国军 戴永浩 杨春和 | 2006 | 岩石力学与工程学报2006,25,4: | 37 |
| 11 | 湖北云应盐矿深部层状盐岩直剪试验研究显示文摘为了解湖北云应盐矿深部层状盐岩,特别是盐岩和硬石膏夹层界面的抗剪性能,开展3类典型岩体的直剪试验。试验结果表明:层状盐岩界面和盐岩、硬石膏的剪切应力–位移曲线较为相似,加载初期曲线的斜率较小,剪应力增加缓慢而位移增加较快;当剪应力达到某一数值后,剪切位移增加变得缓慢,曲线斜率变大;快达到峰值强度时曲线斜率再逐渐由陡变缓;达到峰值强度后出现软化,剪应力随位移的增加逐渐达到残余强度,从峰值强度到残余强度过程中,相对而言,层状岩石交界面的剪应力下降得比较快。试验结果还表明:盐岩硬石膏交界层面处的抗剪强度参数c,?值分别为4.08 MPa和45.9°,和盐岩试样和硬石膏试样的强度参数相差并不大,甚至还略强。这说明湖北省云应盐矿深部层状盐岩中盐岩和硬石膏夹层的交界层面具有较强的粘结力,不是一个弱面,这将有利于盐岩溶腔的密闭性和稳定性。层状盐岩的这一特殊力学特性对于在深部层状盐岩构造中开展能源储备是非常有利的。 | 李银平 蒋卫东 刘江 陈剑文 杨春和 | 2007 | 岩石力学与工程学报2007,26,9: | 37 |
| 12 | 分级卸荷条件下锦屏大理岩流变规律研究显示文摘结合锦屏水电站引水隧洞的工程实际,采用恒轴压分级卸围压的应力路径对锦屏大理岩开展了室内三轴压缩蠕变试验。首先,详细介绍卸围压蠕变试验的过程,并针对轴向和侧向蠕变规律的差异进行对比分析。然后,研究卸荷应力路径下应力状态与岩石蠕变变形的关系,研究结果表明,应力差是决定试样蠕变量的主要因素。最后,以Burgurs模型作为理论模型,在综合考虑试样整体变形的情况下,采用相关试验结果直接确定三维本构方程的模型参数。通过对锦屏大理岩轴向和侧向蠕变变形规律的对比分析,认为2个方向的蠕变变形规律存在明显差异,仅根据轴向蠕变变形规律确定的三维流变本构不能反映侧向的蠕变变形规律。因此,建议在建立三维本构时,必须考虑试样的整体变形特性。 | 闫子舰 夏才初 李宏哲 王晓东 张春生 | 2008 | 岩石力学与工程学报2008,27,10: | 35 |
| 13 | 含夹层盐岩储气库气体渗透规律研究显示文摘盐岩储气库气体密封性能是储气库的一项重要技术和安全指标,层状盐岩储气库极可能会使天然气沿着岩层逃逸,造成天然气的外部渗漏。含软弱夹层盐岩储气库的气体渗透机制十分复杂,含软弱夹层的渗流力学模型与数值计算方法是解决评估储气库气体渗透范围的关键。考虑夹层与盐岩层之间存在层面,假设软弱夹层和盐岩为多孔介质,建立了等效边界气体渗流模型,该模型既克服了等效介质模型不能正确反映层理面渗流问题,又克服了双孔双渗裂隙介质模型计算量大的缺点。结合金坛储气库建设,数值仿真了储气库在注-采气不同循环压力作用下5a内围岩气体压力分布;研究了软弱夹层与盐岩的层理面渗透系数、采气速率和腔体群不同时注-采气等工况对储库围岩气体压力分布的影响。研究结果表明:层理面渗透系数对储气库压力分布有着至关重要的影响,溶腔群的采气速率和注-采方法对相邻矿柱的气体压力分布影响明显。研究结果为含夹层废弃盐腔储气库的设计和合理注采参数的确定提供了科学依据。 | 陈卫忠 谭贤君 伍国军 杨建平 | 2009 | 岩石力学与工程学报2009,28,7: | 40 |
| 14 | 深部盐膏层蠕变关系研究显示文摘盐膏层蠕变有瞬态、稳态和加速度蠕变3个阶段。对于石油工程,盐膏层蠕变主要表现为瞬态蠕变和稳态蠕变。在大量现场盐膏层岩心力学试验的基础上,对盐膏层的蠕变进行了研究,分析了稳态蠕变规律,提出了稳态蠕变三维分析方程,为更准确地计算蠕变压力,合理设计套管程序和钻井液密度奠定了基础。 | 曾义金 | 2004 | 石油钻探技术2004,32,3: | 32 |
| 15 | 深井石油套管盐膏岩层蠕变挤压应力计算研究显示文摘在研究盐岩力学特性基础上,对盐膏层特别是深部盐膏层钻井后因地层蠕变挤压造成井眼失稳和固井后套管挤毁的机理进行了研究,并提出了适用于盐膏层蠕变挤压应力计算模型。针对新疆塔里木盆地北部某井具体实例,就盐膏层蠕变挤压应力进行了计算分析。结果表明,研究成果与实际观察到的现象相吻合。 | 曾义金 杨春和 陈锋 丁秀丽 | 2002 | 岩石力学与工程学报2002,21,4: | 34 |
| 16 | 四川地区盐岩蠕变规律研究显示文摘四川盐岩地层对套管的影响主要表现在盐岩层的蠕变流动造成深井套管在较短时期内受到超常外挤压力而被挤毁,如广深一井、座三井等,经济损失十分严重。因此,盐岩地层蠕变规律研究是一项重要的基础工作。为此,研制了能加温加压的常规三轴蠕变实验装置,对深层盐岩进行常规三轴蠕变实验,获得蠕变曲线和岩石参数,建立盐岩的本构关系。在此基础上,采用有限元分析方法研究盐岩地层蠕变对井下套管的作用,得到蠕变载荷随井深、非均布载荷井深系数、地应力不均匀系数的变化关系。研究结果对生产实践有重要的指导意义。 | 刘绘新 张鹏 盖峰 | 2002 | 岩石力学与工程学报2002,21,9: | 34 |
| 17 | 温度效应对盐岩力学特性影响的试验研究显示文摘对经历不同温度后盐岩的力学性能进行了试验研究,分析了盐岩应力-应变曲线、峰值应力、峰值应变、弹性模量等的变化情况。分析结果表明,温度对盐岩的物理力学特性影响较大,随着温度的升高,盐岩的力学性能劣化明显,峰值应力和弹性模量降低,峰值应变增加;峰值应力可以表示成围压与温度的函数,并从盐岩弹性模量随温度的变化规律入手,导出了热损伤演化方程和一维TM耦合损伤本构方程。 | 高小平 杨春和 吴文 刘江 | 2005 | 岩土力学2005,26,11: | 29 |
| 18 | 绿片岩多轴受压应力松弛试验研究显示文摘利用岩石双轴流变试验机对锦屏二级水电站辅助洞的绿片岩进行了不同应力水平下的单轴和和双轴压缩应力松弛试验,并提出了经验拟合方程。研究结果表明:当进行单轴压缩应力松弛试验时,轴向应力呈阶梯式下降特征,这主要是由新微观裂纹的产生或者已有裂纹的扩展而引起的;双轴压缩状态下,若进行轴向应力松弛试验时,轴向应力松弛曲线呈阶梯式下降特征,侧向应变则呈阶梯式上升特征,若进行侧向应力松弛试验时,侧向应力松弛曲线呈阶梯式下降特征,轴向应变则呈阶梯式上升特征,若同时进行轴向和侧向应力松弛试验时,轴向与侧向之间的相互影响比较明显,轴向应力和侧向应力最终均无法趋于平稳值。采用经验方程对试验曲线进行拟合分析时,拟合曲线与试验曲线之间吻合得比较理想,说明采用该经验方程分析是合适的。 | 熊良宵 杨林德 张尧 | 2010 | 岩土工程学报2010,32,8: | 30 |
| 19 | 万开高速公路穿越煤系地层的隧道围岩蠕变特性的试验研究显示文摘使用XTR01型微机控制电液伺服试验机,采用梯级加载法,对煤岩进行了三轴蠕变试验。利用五参量的西原模型,探讨了与时间有关的煤岩三维蠕变本构方程,全面反映了煤岩真实的三阶段蠕变试验规律。利用最小二乘法对蠕变试验结果进行了分析,获得了有关煤岩的流变力学参数,理论分析结果和试验结果对比表明,两者之间具有较好的吻合性。 | 刘建忠 杨春和 李晓红 姜德义 | 2004 | 岩石力学与工程学报2004,23,22: | 28 |
| 20 | 湖北省云应地区盐岩溶腔型地下能源储库密闭性研究显示文摘着眼于我国深部盐岩能源地下储备可行性分析,针对湖北省云应盐矿盐岩层薄、富含不可溶或难溶夹层的沉积特点,开展该地区层状盐岩构造中能源储库密闭性综合研究。其一是层状盐岩体中盐岩–硬石膏界面力学特性室内试验研究,包括直剪试验、间接拉伸试验和界面微观分析试验。结果表明,层状盐岩体中盐岩–硬石膏界面具有较强的黏结力,不是一个弱面,这十分有利于盐岩溶腔的密闭性和稳定性。其二是现场盐岩层钻孔高压压水试验,对盐岩层渗透的规律性、盐岩的封闭性以及围岩的承载能力开展研究。综合层状盐岩室内和现场试验的成果表明:湖北省云应地区层状盐岩构造满足盐岩溶腔型地下能源储库的密闭性要求。 | 李银平 杨春和 罗超文 屈丹安 | 2007 | 岩石力学与工程学报2007,26,12: | 27 |