加载过程煤体应力—应变超声响应特征

发布时间：2024-01-19 18:27

　　煤与岩石声波特性是地震地球物理勘探的基础,开展加载条件下煤体应力应变的超声响应,对利用声波测井技术测定煤岩结构与物质构成有很大意义。为模拟不同埋深煤体储层实际地应力条件,开展了低围压高轴压、高围压低轴压以及高围压高轴压条件下煤体三轴加载实验。通过对古汉山矿原生结构无烟煤不同方向(平行层理方向,包括平行面割理X、平行端割理Y及垂直层理方向Z)进行不同围压条件的三轴加载超声波-应变响应特征实验,分析得到无烟煤不同地应力条件下超声波各向异性响应特征的一般规律,并结合三轴加载过程中体积应变以及裂隙率模型,从受载煤体的裂隙各向异性特征进一步分析煤层由浅至深孔裂隙变化规律及结构特征,分析裂隙率与超声波各向异性之间的关系,为加载状态下的超声波响应特征来定性判识煤岩结构特征提供有效理论依据。研究表明:(1)加载煤体超声波纵(V_p)横(V_s)波速和纵(Q_p)横(Q_s)波品质因子呈现规律性变化,各向异性增强。加载起始时,围压较低,平行层理方向纵横波速相近,随着围压增大,各向异性增强,但垂直层理方向的纵横波速,均较平行层...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
1 引言
    1.1 研究目的和意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 煤岩超声响应特征研究进展
        1.2.2 煤体加载过程弹性特征试验研究
    1.3 存在问题
    1.4 研究内容
    1.5 创新点
    1.6 技术路线
2 实验系统及煤体超声波测量
    2.1 三轴加载超声波实验系统介绍
    2.2 煤体试样的选取与制备
        2.2.1 煤体试样制备
        2.2.2 煤体试样精度要求
    2.3 煤体的基本信息
        2.3.1 煤岩分析
        2.3.2 煤质工业分析
        2.3.3 煤样密度测定
    2.4 加载煤体超声-应变测试实验内容及操作步骤
        2.4.1 古汉山矿地应力分析
        2.4.2 加载煤体超声-应变测试实验方案
        2.4.3 加载煤体超声-应变测试实验步骤
    2.5 本章小结
3 三轴加载煤体各向异性超声响应特征
    3.1 煤的超声波测试原理
    3.2 三轴加载煤体超声波实验结果
    3.3 加载围压、轴压煤体超声波响应规律
        3.3.1 E15Y1组煤体围压1MPa实验结果分析
        3.3.2 E15Y2组煤体围压3MPa实验结果分析
        3.3.3 E15Y3组煤体围压5MPa实验结果分析
        3.3.4 E15Y4组煤体围压7MPa实验结果分析
        3.3.5 E15Y5组煤体围压9MPa实验结果分析
    3.4 不同围压对煤体超声波影响的理论分析
    3.5 本章小节
4 加载煤体应力-应变超声波响应特征
    4.1 三轴加载煤体应力-应变测试原理
    4.2 煤体应变-裂隙率模型建立
    4.3 加载煤体纵、横波波速与裂隙率的关系
        4.3.1 三轴加载煤体纵波速度与裂隙率的关系
        4.3.2 三轴加载煤体横波速度与裂隙率的关系
    4.4 加载煤体纵、横波品质因子与裂隙率的关系
        4.4.1 三轴加载煤体纵波品质因子与裂隙率的关系
        4.4.2 三轴加载煤体横波品质因子与裂隙率的关系
    4.5 本章小结
5 研究结论与展望
    5.1 研究结论
    5.2 展望
参考文献
作者简介
学位论文数据集



本文编号：3880269