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世界桥梁 2015年第2期43卷 55-59页

作者：朱世峰汪正兴中铁大桥局集团桥科院有限公司湖北武汉430034 桥梁结构安全与健康湖北省重点实验室湖北武汉430034

为实现桥梁挠度等结构竖向位移的精确、快速测量,研发了一种基于液气耦合连通管的结构竖向位移测量系统,以液体为水的系统为例,对其测量精度及误差的参数影响性进行理论分析。理论分析表明：系统理论测量精度可达0.01mm;当水的温度在0~6... 详细信息

为实现桥梁挠度等结构竖向位移的精确、快速测量,研发了一种基于液气耦合连通管的结构竖向位移测量系统,以液体为水的系统为例,对其测量精度及误差的参数影响性进行理论分析。理论分析表明：系统理论测量精度可达0.01mm;当水的温度在0~60℃变化时,其密度变化使位移测量值与实际值产生偏差,最大相对误差为1.678%;密闭气体的温度变化与其导致的位移测量误差之间呈非线性关系,位移测量误差随温差增加而增大,随密闭气体体积的增大而增大,随基准温度升高而减小;在我国范围内,纬度变化引起的系统测量最大相对误差为0.094%;当海拔高度在1 000m范围内,由海拔变化引起的系统测量最大相对误差为0.031 4%。试验和某千米级悬索桥工程应用实例表明：在短期测试时该系统具有0.1mm级的精度,可连续实时测量且操作便捷。

关键词：桥梁工程竖向位移测量液气耦合精度误差理论分析试验

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低阶煤体瓦斯减阻增渗与强化驱替实验研究

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煤炭学报 2024年

作者：陈勇王鹏飞刘荣华王俏刘开新湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室煤矿灾害防控全国重点实验室中煤科工集团重庆研究院有限公司

为实现低阶煤体瓦斯的减阻增渗与强化驱替，基于煤体多孔介质本真属性下瓦斯吸附与驱替机理，首先利用水介质、表面活性剂CTAB、微纳米气泡的共存特性获得了液气耦合介质，以环管流量、旋转粘度表征了液气耦合介质的优化性能与提质增效... 详细信息

为实现低阶煤体瓦斯的减阻增渗与强化驱替，基于煤体多孔介质本真属性下瓦斯吸附与驱替机理，首先利用水介质、表面活性剂CTAB、微纳米气泡的共存特性获得了液气耦合介质，以环管流量、旋转粘度表征了液气耦合介质的优化性能与提质增效特征；之后结合渗流瞬时流量、气测渗透率量化了液气耦合介质对低阶煤体瓦斯的减阻增渗与强化驱替效应。结果表明：质量分数0.05%的表面活性剂CTAB可有效降低液相表面张力50.41%，微纳米气泡可平均降低液相表面张力5.50mN·m-1；基于表面活性剂CTAB与微纳米气泡的表面活性，液气耦合介质环管流量相对蒸馏水介质、含表面活性剂介质分别增大1.44、1.27倍；转速100、200、300、600转/分时液气耦合介质旋转粘度相对蒸馏水介质分别降低60%、71.43%、50%、45.45%，相对含表面活性剂介质分别降低42.86%、60%、37.5%、25%。煤体分别在蒸馏水介质、含表面活性剂水介质、液气耦合介质平衡作用下甲烷渗流驱替时，随着介质环管流量的增大和旋转粘度的降低，瞬时流量与气测渗透率呈现逐渐增大的趋势。基于液气耦合介质良好的减阻性能与流动性能，对长焰煤分别在轴压3/5MPa、围压3/5MPa瓦斯驱替时时，瞬时流量相对蒸馏水介质分别增大1.43、1.67倍，气测渗透率相对蒸馏水介质分别增大1.44、1.68倍，且不同轴压/围压之间的渗流差异明显缩小。液气耦合介质进一步活化了表面性能，在高流量、低粘度作用下强化对低阶煤体瓦斯的减阻增渗与强化驱替，尤其对煤体增渗解吸与抽采达标、高产工作面瓦斯涌出防治具有明确的工程导向。

关键词：液气耦合减阻增渗强化驱替旋转粘度瞬时流量渗透率

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微纳米气泡-表面活性剂协同强化驱替煤中瓦斯效应与机理

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煤炭学报 2024年

作者：陈勇王鹏飞刘荣华刘开新邬高高王新喆湖南科技大学资源环境与安全工程学院南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室

为实现煤体瓦斯减阻增渗与强化驱替，基于微纳米气泡、表面活性剂与水介质共存特性获得了液气耦合介质，通过环管流量、旋转粘度表征了液气耦合协同增效特征，基于渗流瞬时流量、气测渗透率量化了微纳米气泡-表面活性剂协同强化驱替煤... 详细信息

为实现煤体瓦斯减阻增渗与强化驱替，基于微纳米气泡、表面活性剂与水介质共存特性获得了液气耦合介质，通过环管流量、旋转粘度表征了液气耦合协同增效特征，基于渗流瞬时流量、气测渗透率量化了微纳米气泡-表面活性剂协同强化驱替煤中瓦斯效应，借助达西渗流揭示了微纳米气泡-表面活性剂协同增效作用下驱替机理。结果表明：微纳米气泡-表面活性剂协同增效后，轴压/围压3、5MPa渗流驱替时，相对蒸馏水介质，无烟煤瞬时流量分别增大1.61、2.44倍、气测渗透率分别增大1.61、2.39倍，长焰煤瞬时流量分别增大1.43、1.67倍、气测渗透率分别增大1.44、1.68倍；相对含表面活性剂介质，无烟煤瞬时流量分别增大1.08、1.21倍、气测渗透率分别增大1.08、1.13倍，长焰煤瞬时流量分别增大1.07、1.11倍、气测渗透率分别增大1.08、1.11倍。相同变质程度煤体在蒸馏水介质、含表面活性剂介质、液气耦合介质渗流驱替时，瞬时流量、气测渗透率逐渐增大，且长焰煤相对无烟煤呈现出更为明显的增强效应。随轴压/围压的增大，不同介质渗流驱替强度均呈现一定幅度的降低；但微纳米气泡-表面活性剂协同增效作用显现，相同载荷条件下，液气耦合介质渗流强度均大于蒸馏水介质与含表面活性剂介质，且不同轴压/围压之间的渗流差异明显缩小。微纳米气泡-表面活性剂协同增效衍生减阻性能与边界滑移，提供了瓦斯渗流驱替作用动力，基于孔隙渗流与边界滑移特征，将煤体内部孔隙结构类比圆管孔隙建立了减阻渗流模型，借助达西渗流表征了液气耦合介质对煤体注水渗流驱替界面特性与作用机制。微纳米气泡-表面活性剂液气耦合协同增效为煤层注水渗流驱替与增透抽采提出了新的技术方向。

关键词：微纳米气泡表面活性剂煤体瓦斯液气耦合协同增效强化驱替

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