侯鹏
- 作品数：9 被引量：131H指数：6
- 供职机构：中国矿业大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江苏省自然科学基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学石油与天然气工程矿业工程自动化与计算机技术更多>>
- 低渗透储层岩石气压致裂机制与增透效果研究
- 虽然我国非常规天然气资源储量巨大,但其开发面临气藏赋存条件复杂、储层渗透性极低以及气藏富集区水资源匮乏等一系列难题,迫切需要探索适合我国非常规天然气高效开发的非常规理论与技术。气体压裂作为一种无水压裂技术,与传统的水力压...
- 侯鹏
- 关键词：低渗透储层气体压裂格子BOLTZMANN方法
- 脉冲气压疲劳对原煤力学特性及渗透率的影响被引量：5
- 2017年
- 利用自行组装的高压气体增压系统开展了原煤煤样的脉冲气压疲劳试验,分析了脉冲次数对原煤煤样变形及渗透性的影响,并对疲劳试验前后煤样的单轴力学特性进行了对比.结果表明:煤样的应变表现出周期性变化,且在一个脉冲气压循环内,煤样体积应变表现为膨胀-收缩.随着疲劳次数增加,残余应变逐渐累积,原煤煤样的轴向应变、环向应变和体积应变均朝膨胀方向增长;在初始疲劳阶段,应变变化较大,当疲劳次数超过一定范围后,原煤煤样的应变基本趋于平衡.原煤煤样的渗透率随脉冲次数的变化与应变类似,开始阶段渗透率随着疲劳次数增加急剧提高,当超过疲劳阈值后,疲劳对煤样渗透率影响较小,其疲劳阈值为50~100.疲劳后原煤煤样的单轴力学性质与没有开展气体疲劳试验的煤样相比,抗压强度、弹性模量显著降低,分别仅为未疲劳煤样的16%和8%,峰值应变则增加了117%,且疲劳后原煤煤样表现出高度体破裂.试验表明在脉冲气压疲劳作用下,煤样内部产生了大量的微裂隙,改善了煤样的渗透率,有利于瓦斯的流动和抽采.
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- 关键词：原煤力学特性渗透率
- 黑色页岩力学特性及气体压裂层理效应研究被引量：20
- 2016年
- 气体压裂作为一种新型的无水压裂技术,对页岩气开采具有重要意义。为探究不同层理方向页岩气体压裂破坏机制,以彭水黑色页岩为试样,首先系统地分析其力学各向异性特征,并利用自行改造组装的高压气体压裂系统分别对轴向平行层理页岩和轴向垂直层理页岩开展气体压裂试验,研究层理方向对页岩的变形、强度、声发射特征和破坏形态的影响,揭示页岩气压致裂破坏的机制,讨论不同加载方式下层理效应对页岩破坏强度的影响。研究表明:(1)黑色页岩的拉、压力学特征受层理方向影响明显,平行层理面加载页岩与垂直层理面加载页岩的抗压强度、抗拉强度、弹性模量、剪切模量之比分别为:138.22%,44.37%,169.17%,173.27%,泊松比受层理影响小。页岩平行层理面加载时,容易沿层理面产生张拉破坏;垂直层理面加载时,在层理本身发生剪切滑移破坏。(2)轴向垂直层理面页岩的破坏气压、破坏时间分别是轴向平行层理面页岩的4.2和3.35倍,前者沿层理弱面发生拉伸破坏,后者以拉伸破坏为主,也有剪切破坏发生,其破裂面凹凸起伏明显。所有变形曲线呈非线性变化,垂直层理面页岩的变形大,其变形曲线出现异常拐点,侧向变形曲线呈下凹趋势;轴向平行层理试样的变形曲线相对光滑,侧向变形曲线呈上凹趋势。AE能率反映了轴向垂直层理页岩破坏更加剧烈。(3)加载方式对页岩强度的层理效应系数影响显著,影响最大的是气体压裂试验,最小的是单轴压缩试验。
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- 关键词：岩石力学黑色页岩力学特性气体压裂声发射
- 高温影响下花岗岩孔径分布的分形结构及模型被引量：45
- 2016年
- 温度是影响岩石物理性质的重要因素，为了探究温度对岩石孔径分布的影响规律，利用压汞法测试25℃～1200℃高温热处理后花岗岩样品的孔隙特征，并研究了不同高温影响下岩石孔隙的分形结构和孔隙率演化模型。结果表明：（1）随着温度的升高，岩石孔隙率呈指数增加，500℃～800℃是岩石孔隙结构变化的阈值温度区间，500℃之前孔隙率增长较缓慢，增长幅度约50％，之后孔隙率大幅增加3～5倍；（2）温度升高所导致的岩石新孔隙以孔径1～10μm的中孔为主，低于500℃时中孔占15％左右，而后稳步上升，800℃时大幅增加至28．24％，1000℃以后又增至40％以上，体积增长了11．8倍，这将导致岩石防渗阻渗能力大大减弱；（3）各温度下岩石孔隙分布均具有良好的统计分形特性，孔隙分形维数在2．99～3．00范围，随温度升高，分形维数降低，且温度越高，降低幅度越大，表明孔隙均匀性增加；（4）基于理想Menger海绵的Friesen模型预测各孔径下累计孔隙率演化误差较大，而张季如和陶高梁模型对不同高温岩石孔径分布具有良好的预测精度。研究结果将为高放核废料深层地下存储、地热开发等高温岩石工程设计及施工提供科学依据。
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- 关键词：岩石力学孔径分布分形压汞试验
- 考虑层理影响页岩巴西劈裂及声发射试验研究被引量：22
- 2016年
- 基于不同层理角度的页岩巴西劈裂试验,利用高速摄像系统和声发射系统,对页岩力学特性、裂纹扩展及声发射特征的层理效应进行了深入研究。结果表明：（1）页岩巴西劈裂破坏过程可以分为压密、弹性和破坏3个阶段;（2）页岩抗拉强度、劈裂模量和应力峰值时变形的各向异性特征明显,层理角度θ=30°时,层理效应最为明显,θ=90°时影响最小;（3）θ=0°和θ=15°时试样的裂纹破坏面基本是沿着层理面,θ=30°时裂纹面交切层理面,与加载基线面重合,θ=45°～90°的各试样的断裂面呈不同程度的偏离加载基线面,为弧面或曲面;（4）θ=30°和θ=45°为破坏机制转化角,其中θ=30°为沿着层理面压致性张拉开裂转化为交切层理面开裂的转化角,θ=45°为交切层理面开裂转化为交切层理面且沿着层理面不同程度的剪切滑移开裂的转化角;（5）声发射活动性和能量释放随层理角度的增加而加强,主要因为受层理角度的影响,其破坏机制不同,这也进一步验证了页岩随层理角度的变化,其破坏机制的各向异性。能率峰值与抗拉强度具有很好的线性关系,表明声发射能率峰值能很好地反映岩石抗拉伸破坏的程度。
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- 关键词：页岩声发射各向异性
- 黑色页岩巴西劈裂破坏的层理效应研究及能量分析被引量：26
- 2016年
- 以重庆龙马溪组黑色页岩为试样,对黑色页岩进行了不同层理角度的巴西劈裂试验,研究了其抗拉强度和破坏形态的各向异性特征,分析了其变形破坏过程中的吸收能变化规律,揭示了层理角度、抗拉强度、AE能量与最终吸收能之间的关系。结果表明:1黑色页岩的抗拉强度受层理影响明显,90°时,抗拉强度最大,最小值则出现在30°附近。在0°≤θ≤30°和60°≤θ≤90°,抗拉强度值变化较小,而30°≤θ≤60°,其值随着层理角度增加而迅速增大;2试样破坏形态可以分为三类典型的裂纹,且低层理角度的试样仅出现单一种类的裂纹,而高层理角度的试样存在多种裂纹形态;3吸收能随着载荷增加呈非线性增长,根据吸收能增长速率的大小,发现黑色页岩发生拉伸滑移、滑移拉伸、纯拉伸、滑移和压张型拉伸破坏的剧烈程度依次减弱;4低角度试样的最终吸收能小,高角度试样的最终吸收能大,在30°≤θ≤60°,最终吸收能变化跨度最大,其与抗拉强度和AE能量均存在相应的二次非线性关系,为页岩气勘探开发提供了参考。
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- 关键词：黑色页岩抗拉强度破坏形态
- 层理倾角对岩石力学与声发射特征的影响研究被引量：10
- 2017年
- 层理倾角对岩石受载下的力学性质和声发射特征有重要的影响。通过对0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°倾角试样的单轴压缩模拟试验,获得了层理岩石抗压强度、破坏模式、声发射振铃数等随层理倾角的变化规律。研究结果表明:1随着层理倾角的增加,试样单轴抗压强度存在着先增大后减小又增大的过程;2大致分为3种破坏模式,15°和30°倾角试样劈裂与剪切破坏并存,以劈裂破坏为主,属于先基质后层理型破坏;45°、60°、75°倾角试样劈裂裂纹相对较少,剪切破坏显著,属于先层理后基质型破坏;0°和90°倾角试样出现大断口,属于局部强烈基质型破坏;30°、15°、30°和90°倾角试样声发射静默期长,活跃期短,其最大声发射数大,声发射增长速率快;而45°、60°和75°倾角试样静默期短,活跃期长,其最大声发射数小,声发射增长速率慢。
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- 关键词：岩石力学层状岩石力学性质声发射
- 基于声发射和能量演化规律评价岩石脆性的方法被引量：13
- 2016年
- 基于声发射记录的能量和能量演化规律提出了一种新的评价岩石脆性的方法.通过不同加载速率下红砂岩的单轴压缩试验和不同温度下花岗岩的单轴压缩试验对新方法进行了检验,结果表明:红砂岩脆性随着加载速率增加而增大;花岗岩脆性随温度的升高存在2个阈值温度,第一阈值温度为200℃,第二阈值温度为800℃,与实际脆性程度相符.随后利用新的脆性评价方法分析了岩性、围压、层状岩石层理倾向及饱水对脆性的影响,数值显示:高水填充石、原煤、泥岩、砂岩、页岩、花岗岩的脆性依次增大,其中花岗岩的脆性指数是高水填充石的3.15倍;红岩石脆性随围压增大而减小,围压30MPa时其脆性指数相比单轴压缩时的脆性指数降低了21.5%;无论干燥还是饱水,层状砂岩随着层理倾角的增加,脆性先是快速增大后缓慢增大,90°砂岩的脆性指数在干燥和饱水下分别是0°时的1.80和1.34倍,饱水降低了层状砂岩的脆性.
- 侯鹏高峰张志镇杨玉贵滕腾
- 关键词：声发射岩石
- 大型空旷钢结构的力学分析与优化
- 2013年
- 桁架结构以其独有的优点得到广泛的应用.通过ANSYS软件对大型空旷钢结构进行模拟,分析其力学特性,并进行相应的优化.根据结果分析,原有模型位移偏大,轴向应力已经超过材料的屈服应力,最大弯矩位置不合理.经过优化以后,位移、轴向应力和弯矩减幅较大,应力分布也更为合理,从而改善刚性构件的受力性能,使结构在荷载作用下跨中扰度得以减小,发挥了钢索抗拉强度高和拱形结构抗压性能良好的特点.
- 赵玉成陆丹峰桑桂杰侯鹏张向向李佳伟
- 关键词：桁架结构钢结构ANSYS模型
