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考虑力学参数关联的非均质煤概率模型被引量：11: 2011年; 如何考虑煤的力学参数之间的关联性是非均质煤储层模拟的关键。通过试验获得了阜新五龙矿某工作面102组煤样的弹性模量、单轴抗压和抗拉强度,定义了弹性模量无量纲因数、单轴抗压强度无量纲因数和抗拉强度无量纲因数及拉弹因数比、压弹因数比5个物理参数,并对试验数据进行统计分析,结果表明,(1)煤的弹性模量、单轴抗压强度和抗拉强度均具有统计分布特征,可以用Weibull分布描述;(2)弹性模量因数、单轴抗压强度因数和抗拉强度因数三者之间存在关联性;(3)拉弹因数比和压弹因数比都符合Weibull分布。以弹性模量为基准,建立了考虑参数关联的非均质煤随机概率模型,开发了相应的虚拟煤体生成程序。研究了2个数值算例,算例1分别按考虑力学参数关联和不考虑力学参数关联两种方法生成煤的力学参数,并与试验数据进行对比,结果表明,前者获得的结果与试验数据更接近;算例2对比了2种方法赋值的平面应变煤样单轴压缩下的宏观应力-应变曲线和煤样破坏过程,结果表明,考虑力学参数关联比不考虑力学参数关联得到的模拟结果更合理,利用文中模型能更好地模拟煤的非均质力学特性。; 张春会赵全胜于永江

考虑Klinbenberg效应的煤渗流应力温度耦合模型: 通过变温瓦斯渗流试验,研究了Klinbenberg效应、有效应力及温度对煤岩渗透率的影响,建立了考虑Klinbenberg效应的煤岩渗流应力温度耦合数学模型,并开发了相应的数值计算程序CouplingAnalysis-2...; 张春会于永江; 关键词：变温有效应力; 文献传递

考虑力学参数关联性的非均质材料随机概率模型: 如何考虑非均质材料细观单元力学参数之间的关联性是数值方法研究非均质材料力学特性的一个重要问题。以非均质岩石的弹性模量和单轴抗压强度赋值为例,建立了考虑力学参数关联性的非均质材料力学参数随机概率模型。首先,利用Weibul...; 张春会于永江; 关键词：非均质材料; 文献传递

随机分布裂隙煤岩体模型及其应用被引量：15: 2010年; 煤层中随机裂隙展布模拟技术是瓦斯抽放数值模拟中的关键技术。利用Monte-Carlo模拟技术模拟实际煤岩裂隙的随机性,建立了随机分布裂隙煤岩体模型,并在Matlab平台下开发了二维随机裂隙煤岩体生成程序RFSS2D。在煤岩实测数据和统计分析的基础上,利用编制的程序不仅能生成与实际煤岩具有相同统计分布裂隙网络的虚拟煤岩体,而且能实现有限元网格自动剖分。以辽宁某瓦斯抽放试井作为数值算例,依据实测和统计数据建立了随机裂隙分布的煤岩体模型,模拟了瓦斯压和应力的演化规律,结果表明,与瓦斯抽放井连通的裂隙对瓦斯运移影响很大,与瓦斯抽放井不连通的裂隙对瓦斯运移也有影响,但影响有限。; 张春会于永江岳宏亮赵全胜; 关键词：MONTE-CARLO模拟瓦斯渗流

考虑围压影响的岩石峰后应变软化力学模型被引量：25: 2010年; 试验表明,随着围压增加,岩石峰后残余强度和割线模量增加,如何模拟围压对岩石峰后应变软化力学行为的影响是岩石峰后力学行为研究的关键。利用Z.Fang[1]提出的峰后强度下降指数描述围压对岩石峰后残余强度和割线模量的影响,与摩尔-库仑模型结合,建立了考虑围压影响的岩石峰后应变软化力学模型。在FLAC环境下,利用Fish函数方法开发了相应的数值计算程序。数值算例研究了Tennessee大理岩在不同围压下的应变软化过程,模拟结果与试验数据基本一致,表明建立的模型合理,可以应用于岩石峰后软化过程的模拟。; 张春会赵全胜黄鹂叶森于永江; 关键词：围压

考虑瓦斯解吸影响的煤岩渗流应力耦合模型: 已有试验研究表明瓦斯解吸引发的煤基质收缩影响煤岩的渗透率,并进而影响煤层瓦斯抽放。为了模拟这种影响建立了考虑瓦斯解吸影响的煤岩渗流应力耦合数学模型。首先,针对Seidle模型不考虑有效应力对渗透率影响的缺陷提出了改进,建...; 张春会赵全胜; 关键词：解吸瓦斯抽放渗流应力耦合; 文献传递

非均匀煤岩渗流-应力弹塑性耦合数学模型及数值模拟被引量：25: 2009年; 利用Weibull分布模拟煤岩弹性模量和强度的非均匀性,结合煤岩弹塑性变形理论和瓦斯渗流理论,建立了非均匀煤岩渗流-应力弹塑性耦合数学模型,给出了该数学模型的有限元离散方程,开发了相应的数值计算程序Coupling Analysis。利用建立的模型模拟了辽宁某瓦斯抽放试井瓦斯抽放过程,结果表明,在瓦斯抽放过程中,有效应力变化诱发煤岩局部进入塑性状态,塑性区透气系数增加了约4.9倍,而弹性受压区的透气系数最大减小至22%,计算实例的瓦斯压、煤岩有效应力和煤岩变形都呈现非对称性,但服从理论规律,表明采用Weibull分布能很好地模拟煤岩力学参数的非均匀性。; 张春会于永江赵全胜; 关键词：WEIBULL分布有限元方法

考虑Klinbenberg效应的煤中应力-渗流耦合数学模型被引量：19: 2010年; 已有研究表明,瓦斯在煤层中渗流存在明显的Klinbenberg效应,建立考虑Klinbenberg效应的煤中瓦斯渗流应力耦合模型是煤层瓦斯抽放数值模拟的关键。通过试验研究了煤中的气渗透率与瓦斯压和围压的关系,试验数据的拟合分析表明,赵阳升公式能很好地模拟瓦斯渗流的Klinkenberg效应及围压对煤的渗透率的影响。将赵阳升公式引入到建立的煤层瓦斯渗流应力弹塑性耦合模型中,建立了考虑Klinkenberg效应的煤层渗流-应力弹塑性耦合数学模型,在数值计算程序Coupling Analysis中予以实现,并利用已有解析解对程序的可靠性进行了验证。按考虑和不考虑"Klinbenberg"效应两种工况进行了数值计算。结果表明,按前者计算的瓦斯压降要大于后者。这与理论研究的结论一致,表明所建立的考虑Klinbenberg效应的模型具有理论和工程价值。; 张春会于永江岳宏亮梁小勇; 关键词：瓦斯抽放

基于GIS的采煤沉陷灾害仿真模拟系统开发被引量：1: 2009年; 为了防治采煤引起的地表沉陷灾害,以概率积分法为计算原理,以VC6.0为开发平台,开发了计算程序CX2007,并进行了系统验证。以CX2007软件生成的DXF文件作为数据交换文件,与地理信息系统软件ARCGIS结合,利用ARCGIS的拓扑分析、信息处理功能,开发了基于ARCGIS的采煤沉陷灾害仿真模拟系统。利用仿真系统分析了2个工程实例,第1个实例是通过对辽宁某矿工作面开采引起的地表沉陷灾害进行仿真计算,为政府补偿提供依据;第2个实例仿真分析了地下煤炭开采对高速公路的影响,确定了保护煤柱宽度。研究表明,新开发的系统能为采煤沉陷灾害防治提供帮助。; 赵全胜岳宏亮

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河北省教育厅项目(Z2009315)