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煤田火区裂隙渗流耦合动力学


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煤田火区裂隙渗流耦合动力学
  • 书号：9787030437242
    作者：
  • 外文书名：
  • 装帧：平装
    开本：B5
  • 页数：192
    字数：250
    语种：
  • 出版社：
    出版时间：2016-01-18
  • 所属分类：
  • 定价： ￥88.00元
    售价： ￥69.52元
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本书系统综述了煤田火区煤岩体裂隙场的多场耦合作用过程的基础理论,发展了三维情况下的损伤基本方程;基于CT三维扫描测试研究了煤岩体在热固耦合作用下的裂隙扩展分布规律及其三维重建;开展了煤体、岩体、煤岩组合体在热固耦合作用下的数值模拟研究;采用MTS测试研究了煤岩体在不同加载模式下(单轴、三轴、温度)的全应力应变过程以及全应力应变过程的渗透性,构建了煤田火区煤岩体的热-流-固多场耦合动力学模型;根据乌达煤田火区实际,数值模拟煤田火区的形成演化过程,并开展了火区的监测和分析.书中针对煤田火区灾害实际中迫切需要解决的问题,在实验、理论、数值模拟和应用等方面形成了系统成果.
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  • 前言
    1绪论1
    1.1煤火灾害现状及研究意义1
    1.1.1世界各国1
    1.1.2中国7
    1.1.3研究意义9
    1.2国内外研究动态及发展趋势10
    1.2.1煤岩体和岩土体热破坏过程研究10
    1.2.2煤田火区煤岩体裂隙渗流特性研究13
    1.2.3煤田火区煤岩体流-固-热耦合数学模型16
    1.2.4问题的提出17
    1.3研究的主要内容18
    参考文献19
    2煤田火区煤岩体裂隙场多场耦合过程基础理论研究30
    2.1煤岩体温度场30
    2.1.1煤氧复合作用及其热效应30
    2.1.2煤燃烧化学场32
    2.2煤岩体裂隙场33
    2.2.1温度应力33
    2.2.2煤岩体热损伤演化34
    2.2.3煤体燃烧后上覆岩层形成垮落裂隙35
    2.3煤岩体渗流场37
    2.3.1热力风压37
    2.3.2气体非稳态渗流39
    2.4煤田火区煤岩体多场耦合作用过程41
    2.4.1煤火灾害的热动力特性41
    2.4.2煤岩体多场耦合作用的热力学过程42
    参考文献44
    3煤岩体热破坏裂隙扩展CT实验研究46
    3.1煤岩样CT扫描实验方法46
    3.1.1CT扫描原理46
    3.1.2实验装置47
    3.2实验条件与过程49
    3.2.1试样选取与制备49
    3.2.2试验过程50
    3.3煤岩热破坏裂隙扩展特征51
    3.3.1无烟煤试样热破坏裂隙演化特征52
    3.3.2泥岩试样热破坏裂隙演化特征57
    3.4三维重建及其裂隙扩展分布61
    3.4.1无烟煤试样热破坏裂隙演化规律61
    3.4.2泥岩试样热破坏孔裂隙演化规律64
    参考文献68
    4煤田火区煤岩体破坏的热固耦合模型及数值模拟69
    4.1煤岩体材料属性69
    4.2耦合数学模型及有限元分析70
    4.3热固耦合作用下煤岩体热破裂数值模拟73
    4.3.1数值模拟的物理力学参数73
    4.3.2砂岩的裂隙扩展分布74
    4.3.3煤的裂隙扩展分布75
    4.3.4煤岩组合体的裂隙扩展分布78
    参考文献80
    5煤岩体全应力应变过程的渗透性试验研究82
    5.1实验装置及原理82
    5.1.1瞬态法实验原理82
    5.1.2Darcy流的渗透性84
    5.1.3非Darcy流的渗透性84
    5.2煤岩体单轴和三轴应力应变特征85
    5.2.1煤岩体单轴应力应变86
    5.2.2煤岩体三轴应力应变88
    5.3煤岩体在温度影响下的三轴应力应变特征90
    5.4煤岩体全应力应变过程渗透试验92
    5.4.1实验程序及步骤92
    5.4.2煤样的渗透特性94
    5.4.3煤样非Darcy流渗透性97
    参考文献100
    6煤田火区煤岩体热-流-固多场耦合动力学模型102
    6.1煤田火区煤岩体双重孔隙介质属性102
    6.2煤田火区煤岩体热-流-固多场耦合动力学机制104
    6.2.1基本假定104
    6.2.2煤岩体热-固-流耦合数学模型及边界条件106
    6.3裂隙气体渗流动力学分析109
    6.3.1齐次数值解法111
    6.3.2非齐次柯西解法113
    参考文献114
    7乌达煤田火区演化发展过程数值模拟115
    7.1工程背景115
    7.1.1乌达煤田概况115
    7.1.2含煤地层116
    7.1.3煤火特征118
    7.2模型的建立122
    7.2.1模拟思路122
    7.2.2模型构建125
    7.2.3网格划分126
    7.2.4物理参数选择126
    7.2.5边界条件确定127
    7.3数值模拟及结果分析129
    7.3.1应力应变､位移场分布129
    7.3.2垮落前后的位移场变化144
    7.3.3温度场､应力场随时间的变化145
    7.3.4流场分布146
    参考文献148
    8乌达煤田火区监测结果及分析150
    8.1煤火成因150
    8.2高光谱热红外遥感监测150
    8.2.1红外光谱151
    8.2.2高光谱遥感成像特点153
    8.2.3乌达煤火遥感监测154
    8.3测氡法探测159
    8.3.1探测原理159
    8.3.2测氡方法及仪器装置163
    8.3.3乌达6号火区探测结果168
    8.4红外线测温结果169
    8.5裂隙间距170
    参考文献172
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