| 摘要 | 第3-6页 |
| ABSTRACT | 第6-9页 |
| 第一章 绪论 | 第14-34页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第14-17页 |
| 1.1.1 煤层气开发研究背景意义 | 第14-16页 |
| 1.1.2 在“软煤—砂质泥岩”煤系地层压裂形成缝网结构研究意义 | 第16-17页 |
| 1.2 国内外煤层气开发研究现状 | 第17-29页 |
| 1.2.1 国内外煤层气开采现状 | 第17-19页 |
| 1.2.2 煤岩体各向异性破裂机制研究现状 | 第19-21页 |
| 1.2.3 国内外水压致裂理论研究现状 | 第21-25页 |
| 1.2.4 国内外水压致裂试验研究现状 | 第25-27页 |
| 1.2.5 国内外水压致裂数值模拟研究现状 | 第27-29页 |
| 1.3 煤岩层水压致裂亟待解决的问题 | 第29-30页 |
| 1.4 本文主要研究内容及方法 | 第30-34页 |
| 第二章 煤岩各向异性I型断裂力学特性及裂纹形态特征试验研究 | 第34-74页 |
| 2.1 煤岩压缩破裂各向异性力学特性试验研究 | 第35-40页 |
| 2.1.1 试验样品、装置及方法 | 第35-36页 |
| 2.1.2 试验参数结果及分析 | 第36-37页 |
| 2.1.3 单轴压缩破坏裂纹形态特征分析 | 第37-40页 |
| 2.2 煤岩拉伸破裂各向异性力学特性试验研究 | 第40-45页 |
| 2.2.1 试验样品、装置及方法 | 第40-41页 |
| 2.2.2 试验参数结果及分析 | 第41-43页 |
| 2.2.3 拉伸破坏裂纹形态特征分析 | 第43-45页 |
| 2.3 水力裂缝在煤岩不同层理方位开度分析 | 第45-46页 |
| 2.4 煤岩裂纹能量释放率对裂纹越界扩展影响分析 | 第46-49页 |
| 2.5 煤岩I型断裂韧度各向异性力学特性试验研究 | 第49-71页 |
| 2.5.1 试验样品、装置及方法 | 第49-51页 |
| 2.5.2 试验参数结果及分析 | 第51-54页 |
| 2.5.3 I型断裂裂纹扩展形态特征分析 | 第54-56页 |
| 2.5.4 I型断裂面形貌特征分析 | 第56-62页 |
| 2.5.5 I型断裂裂纹扩展角度偏转规律分析 | 第62-71页 |
| 2.6 本章小结 | 第71-74页 |
| 第三章 板状煤岩复合体水压致裂裂纹扩展试验研究 | 第74-104页 |
| 3.1 试件制备、试验装置及方法 | 第74-79页 |
| 3.1.1 板状煤岩复合体试件制备 | 第74-76页 |
| 3.1.2 压裂试验装置及方法 | 第76-79页 |
| 3.2 覆岩层压裂水力裂纹扩展试验研究 | 第79-83页 |
| 3.2.1 从覆岩层压裂水力裂纹平行煤体层理方位扩展特征 | 第79-80页 |
| 3.2.2 从覆岩中压裂水力裂纹垂直煤体层理方位扩展特征 | 第80-83页 |
| 3.3 本煤层压裂水力裂纹扩展试验研究 | 第83-88页 |
| 3.3.1 本煤层压裂水力裂纹(平行层理方位)扩展特征 | 第83-85页 |
| 3.3.2 本煤层压裂水力裂纹(垂直层理方位)扩展特征 | 第85-88页 |
| 3.4 煤岩复合体水力裂纹形态特征综合比较分析 | 第88-93页 |
| 3.5 煤岩复合体水力裂纹压力-时间曲线综合分析 | 第93-94页 |
| 3.6 压裂井孔壁围岩任意点处应力分布 | 第94-96页 |
| 3.7 煤岩界面裂纹起裂、转向扩展理论分析 | 第96-102页 |
| 3.7.1 煤岩界面力学模型 | 第97-99页 |
| 3.7.2 裂纹穿越煤岩界面破坏形式 | 第99-100页 |
| 3.7.3 最大切向应力理论下煤岩界面裂纹转向扩展分析 | 第100-102页 |
| 3.8 本章小结 | 第102-104页 |
| 第四章 大尺寸三维煤岩体水压致裂试验研究 | 第104-142页 |
| 4.1 试件制备、试验装置及方法 | 第104-109页 |
| 4.1.1 大尺寸煤岩立方体试件制备 | 第104-106页 |
| 4.1.2 压裂试验装置及方法 | 第106-109页 |
| 4.2 三维大尺寸煤体水力裂纹扩展试验研究 | 第109-116页 |
| 4.2.1 水力裂纹在煤体平行层理方位扩展特征 | 第109-113页 |
| 4.2.2 水力裂纹在煤体垂直层理方位扩展特征 | 第113-116页 |
| 4.3 三维大尺寸砂质泥岩体水力裂纹扩展试验研究 | 第116-122页 |
| 4.3.1 水力裂纹在砂质泥岩体垂直层理方位扩展特征 | 第116-120页 |
| 4.3.2 水力裂纹在砂质泥岩体平行层理方位扩展特征 | 第120-122页 |
| 4.4 三维大尺寸煤岩复合体水压致裂试验研究 | 第122-134页 |
| 4.4.1 水力裂纹从覆岩中起裂越界扩展特征 | 第122-125页 |
| 4.4.2 水力裂纹从本煤层中垂直层理起裂扩展特征 | 第125-134页 |
| 4.5 三维煤岩体水力裂面形貌特征分析 | 第134-139页 |
| 4.6 本章小结 | 第139-142页 |
| 第五章 煤岩复合体水力压裂裂纹扩展形态相场模拟研究 | 第142-160页 |
| 5.1 相场数学模型原理 | 第142-145页 |
| 5.2 二维水力压裂相场模型 | 第145-148页 |
| 5.3 裂纹在煤岩复合体中的二维裂纹扩展形态相场模拟 | 第148-158页 |
| 5.3.1 裂纹在本煤层中起裂扩展形态模拟 | 第148-153页 |
| 5.3.2 裂纹在砂质泥岩中起裂越界扩展形态模拟 | 第153-155页 |
| 5.3.3 双裂纹在煤体中扩展相互影响下的裂纹形态模拟 | 第155-158页 |
| 5.4 本章小结 | 第158-160页 |
| 第六章 结论与展望 | 第160-164页 |
| 6.1 本论文完成的主要工作 | 第160-161页 |
| 6.2 主要结论 | 第161-162页 |
| 6.3 不足与展望 | 第162-164页 |
| 参考文献 | 第164-178页 |
| 致谢 | 第178-180页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及参与项目 | 第180-182页 |
| 博士学位论文独创性说明 | 第182页 |
