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地下工程劈裂注浆的数学模型研究

现代隧道技术 2015年第2期52卷 105-109页

作者：谢涛锋谢文兵荆升国周晓亭中国矿业大学矿业工程学院徐州221116 煤炭资源与安全开采国家重点实验室徐州221116 中国矿业大学资源与地球科学学院徐州221116

文章基于水力压裂法岩体裂隙扩展的研究,利用岩体破裂过程流固耦合分析系统RFPA,建立了岩体劈裂注浆裂隙演化与浆液扩散固化的数学模型,并对岩体进行了劈裂注浆的数值分析。结果表明:注浆劈裂过程中,裂缝的宽度不随压力升高而无限增大,... 详细信息

文章基于水力压裂法岩体裂隙扩展的研究,利用岩体破裂过程流固耦合分析系统RFPA,建立了岩体劈裂注浆裂隙演化与浆液扩散固化的数学模型,并对岩体进行了劈裂注浆的数值分析。结果表明:注浆劈裂过程中,裂缝的宽度不随压力升高而无限增大,所需的扩缝压力随裂缝增长而降低;在同一岩体中,流体的扩散距离与注浆时间、裂隙宽度、注浆压力成正相关,而与岩体的阻力系数、裂隙长度、浆液运动粘度成负相关;岩体中存在流固耦合效应,岩体渗透率随着围压的升高而降低、裂隙的扩展而增大,但当进行围压卸载时,岩体渗透率又开始回升。该研究对于提高岩体劈裂注浆的效果具有重要意义。

关键词：地下工程裂隙劈裂注浆数学模型

重复脉冲强冲击波对肥煤孔隙结构影响的实验研究

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煤炭学报 2015年第4期40卷 915-921页

作者：李恒乐秦勇张永民师庆民周晓亭中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221116 西安交通大学电气工程学院陕西西安710049

利用自行搭建的重复脉冲强冲击波煤体致裂实验平台,以肥煤为研究对象,在2种实验条件下分别对2块煤样进行了重复冲击实验,采集每块煤样在不同冲击次数下的样品,通过扫描电镜、压汞、核磁共振、氦孔隙度和空气渗透率等实验,对煤的孔隙结... 详细信息

利用自行搭建的重复脉冲强冲击波煤体致裂实验平台,以肥煤为研究对象,在2种实验条件下分别对2块煤样进行了重复冲击实验,采集每块煤样在不同冲击次数下的样品,通过扫描电镜、压汞、核磁共振、氦孔隙度和空气渗透率等实验,对煤的孔隙结构和渗透性变化特征进行了研究。结果表明:随冲击次数的增加,整体上煤的孔容、比表面积、孔隙度、孔径分布范围均有增大趋势;大孔和中孔孔容增加显著,孔隙度增幅高达74%,孔径分布范围由最初的分散孤立逐渐变得连续;开放孔增多,孔隙连通性增强,渗透性增加,孔隙结构得以改善。分析认为重复脉冲强冲击波可以有效地改善煤的孔隙结构,提高煤储层的渗透性,有利于煤层气的产出。

关键词：冲击波孔隙结构压汞核磁共振渗透性煤层气

循环高压电脉冲作用下煤体微裂隙发育特征及其煤岩学控制

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煤田地质与勘探 2021年第4期49卷 105-113页

作者：李恒乐秦勇周晓亭张永民陈义林河南工程学院环境与生物工程学院河南郑州451191 中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221008 东华理工大学地球科学学院江西南昌330013 西安交通大学电气工程学院陕西西安710049

基于开放式循环高压电脉冲实验平台,针对肥煤、贫煤和无烟煤3种不同变质程度煤样,开展金属丝和含能材料2种能量加载方式下的煤样冲击致裂实验,通过光学显微镜分析循环冲击作用下煤中微裂隙发育的煤级与载荷响应特征,研究微裂隙扩展演化... 详细信息

基于开放式循环高压电脉冲实验平台,针对肥煤、贫煤和无烟煤3种不同变质程度煤样,开展金属丝和含能材料2种能量加载方式下的煤样冲击致裂实验,通过光学显微镜分析循环冲击作用下煤中微裂隙发育的煤级与载荷响应特征,研究微裂隙扩展演化与显微组分之间的关系。结果发现:①增加循环冲击次数,微裂隙密度的增大趋势是非线性的,大致可划分为初期缓慢增加、中期快速增大、后期趋于稳定3个阶段,说明并非循环冲击次数越多致裂效果越好,而是存在一个最佳冲击次数。②金属丝加载方式下煤中微裂隙较含能材料加载下更为发育;整体上,肥煤的微裂隙发育程度高于贫煤,贫煤高于无烟煤,反映循环高压电脉冲在致裂效果上可能具有“双低效应”,即低变质程度煤加载低能量致裂效果可能更好。③微裂隙发育程度在显微组分之间具有差异性和侧重性,镜质组最发育,惰质组次之,壳质组最少,这是镜质组含量大(空间优势)、原位裂隙密度大(位置优势)、脆性较大(力学优势)综合作用的结果。④微裂隙在显微组分中的扩展演化轨迹可归纳为穿越显微组分、局限在显微组分内部、沿显微组分边界发育和形态呈斜列、渐进式张剪性扩展等主要特征。研究结论对进一步揭示循环高压电脉冲煤层致裂微观机制,明确工程实践目标煤层,优化作业工艺参数和提高作业效果具有重要的理论意义。

关键词：循环冲击电脉冲微裂隙显微组分煤岩学

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白水峪水电站工程施工导流与度汛

水力发电 1998年第4期24卷 18-19页

作者：胡海涛王彬周晓亭中国水利水电第三工程局

白水峪水电站施工期间，曾遇到１９９５年４月２１日与１０月１９日水淹一期基坑的超标准洪水，１９９６年１１月１６日枯水期过坝洪水及１９９７年百年未遇的干旱，在公司、设计、监理协作下，顺利进行了导流与度汛，使主体工程施工未... 详细信息

白水峪水电站施工期间，曾遇到１９９５年４月２１日与１０月１９日水淹一期基坑的超标准洪水，１９９６年１１月１６日枯水期过坝洪水及１９９７年百年未遇的干旱，在公司、设计、监理协作下，顺利进行了导流与度汛，使主体工程施工未拖延工程进度，赢得各方肯定。

关键词：工程施工导流度汛水电站

基于耦合信息量法选择负样本的区域滑坡易发性预测

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工程科学与技术 2022年第3期54卷 25-35页

作者：周晓亭黄发明吴伟成周创兵曾诗怡潘李含东华理工大学江西省数字国土重点实验室江西南昌330013 东华理工大学地球科学学院江西南昌330013 南昌大学建筑工程学院江西南昌330000

在利用机器学习(machine learning,ML)模型预测滑坡易发性时,选择合理的负样本对预测结果具有重要影响。现有研究大多从整个研究区或低坡度等特定属性区内随机选择负样本,往往不够准确或以偏概全,降低了易发性制图的可靠性。为解决这一... 详细信息

在利用机器学习(machine learning,ML)模型预测滑坡易发性时,选择合理的负样本对预测结果具有重要影响。现有研究大多从整个研究区或低坡度等特定属性区内随机选择负样本,往往不够准确或以偏概全,降低了易发性制图的可靠性。为解决这一问题,提出基于耦合信息量法(information value,IV)的ML模型开展易发性建模。以江西省瑞金市为例,采用IV法将环境因子的属性值转化为对滑坡贡献的信息量值,划定极低和低易发区,并从中随机选择出ML模型训练验证用的负样本数据,构建全新的信息量–支持向量机(IV–SVM)、信息量–随机森林(IV–RF)耦合模型,并预测瑞金滑坡易发性。进一步地,与从全区随机选择负样本的单独SVM和RF模型,以及从坡度小于2°的特定属性区内随机选择负样本的低坡度SVM和RF模型开展对比研究。最后,采用Kappa系数和ROC曲线等指标验证和比较建模结果,IV–SVM和IV–RF模型的Kappa系数分别为0.828和0.876,且对应的ROC曲线的AUC值分别为0.920和0.988,均高于单独SVM、RF和低坡度SVM、RF模型;同时,IV–SVM和IV–RF模型易发性概率分布的平均值较小而标准差较大。结果表明:1)IV–SVM和IV–RF模型具有比单独SVM和RF模型,以及低坡度SVM和RF模型更高的滑坡易发性预测精度,且更有效地反映了瑞金滑坡易发性分布规律;2)RF模型相较于SVM模型具有更高的预测精度;3)IV–RF等耦合模型能够解决单独模型存在的负样本采样不准确和低坡度模型存在的坡度因子对模型贡献度有误差的问题,其滑坡易发性预测精度更高,更加合适区域滑坡易发性预测建模。本文研究为机器学习预测滑坡易发性的负样本采样方法提供了新思路。

关键词：滑坡易发性预测负样本选择信息量随机森林支持向量机

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