白垩系地层冻结井筒岩石物理力学特性及温度场研究
| 摘要 | 第1-5页 |
| ABSTRACT | 第5-13页 |
| 1 绪论 | 第13-27页 |
| ·选题的背景及研究意义 | 第13-15页 |
| ·国内外研究现状 | 第15-23页 |
| ·冻结岩石物理力学研究现状 | 第15-17页 |
| ·白垩系岩石物理力学研究现状 | 第17-19页 |
| ·冻结壁温度场特性研究现状 | 第19-22页 |
| ·数值模拟在冻结法施工中的研究现状 | 第22-23页 |
| ·研究内容、研究方法及技术路线 | 第23-27页 |
| ·研究内容 | 第23-24页 |
| ·研究方法 | 第24-25页 |
| ·技术路线 | 第25-27页 |
| 2 白垩系砂岩物理特性试验研究 | 第27-51页 |
| ·新庄矿区地质概况 | 第27-30页 |
| ·工程简介 | 第27页 |
| ·地层特征 | 第27-29页 |
| ·地质构造 | 第29页 |
| ·水文地质 | 第29-30页 |
| ·岩样的制备 | 第30-32页 |
| ·工程现场采集 | 第30-31页 |
| ·试验室钻取加工 | 第31-32页 |
| ·瞬态平面热源法 | 第32-35页 |
| ·基本原理 | 第32-33页 |
| ·理想模型的建立 | 第33-35页 |
| ·试验方案 | 第35-36页 |
| ·试验设备 | 第35页 |
| ·试验步骤 | 第35-36页 |
| ·导热系数测试 | 第36-40页 |
| ·不同含水状态 | 第36-39页 |
| ·不同温度条件 | 第39-40页 |
| ·体积比热测试 | 第40-44页 |
| ·不同含水状态 | 第40-43页 |
| ·不同温度条件 | 第43-44页 |
| ·热扩散系数测试 | 第44-48页 |
| ·不同含水状态 | 第44-47页 |
| ·不同温度条件 | 第47-48页 |
| ·热物性影响因素分析 | 第48-50页 |
| ·矿物成分与含量 | 第48页 |
| ·流体性质和含量 | 第48-49页 |
| ·温度 | 第49页 |
| ·岩石密度、孔隙度 | 第49页 |
| ·测试方向及压力 | 第49-50页 |
| ·本章小结 | 第50-51页 |
| 3 白垩系砂岩冻结力学特性试验研究 | 第51-71页 |
| ·试验方案及步骤 | 第51-53页 |
| ·试验方案 | 第51-52页 |
| ·试验设备及步骤 | 第52-53页 |
| ·白垩系冻结砂岩单轴压缩试验 | 第53-55页 |
| ·中粒砂岩试验结果 | 第53-55页 |
| ·粗粒砂岩试验结果 | 第55页 |
| ·白垩系冻结砂岩三轴压缩试验 | 第55-57页 |
| ·试验结果分析 | 第57-63页 |
| ·中粒砂岩单轴抗压强度分析 | 第58-59页 |
| ·粗粒砂岩单轴抗压强度分析 | 第59-60页 |
| ·白垩系砂岩三轴抗压强度分析 | 第60-61页 |
| ·冻结岩石抗压强度与冻结温度、围压的关系 | 第61-63页 |
| ·冻结白垩系砂岩的弹性模量与温度的关系 | 第63-65页 |
| ·冻结白垩系砂岩的泊松比与温度的关系 | 第65-66页 |
| ·白垩系砂岩与第四系表土物理力学特性对比 | 第66-67页 |
| ·抗压强度影响因素分析 | 第67-69页 |
| ·岩石的矿物组成及结构构造 | 第67-68页 |
| ·岩石中水分与含量 | 第68页 |
| ·试验温度 | 第68页 |
| ·试验围压 | 第68-69页 |
| ·加载速率 | 第69页 |
| ·岩石风化程度 | 第69页 |
| ·本章小结 | 第69-71页 |
| 4 白垩系冻结井筒温度及应力场变化规律研究 | 第71-100页 |
| ·工程概况 | 第71页 |
| ·冻结技术参数 | 第71-72页 |
| ·地质状况 | 第72页 |
| ·盐水温度监测 | 第72-73页 |
| ·监测目的 | 第72页 |
| ·监测方法 | 第72页 |
| ·监测结果分析 | 第72-73页 |
| ·温度观测孔监测 | 第73-85页 |
| ·监测目的 | 第73页 |
| ·监测方法 | 第73-75页 |
| ·不同岩性在冻结过程中的温度变化规律 | 第75-78页 |
| ·不同测温孔各岩层冻结中温度变化规律 | 第78-80页 |
| ·相同岩性不同深度岩层降温速率 | 第80-82页 |
| ·冻结壁温度场分布特征 | 第82-83页 |
| ·冻结壁厚度与平均温度 | 第83-85页 |
| ·水化热对两壁温度场影响监测 | 第85-92页 |
| ·监测目的 | 第85页 |
| ·监测方法 | 第85-86页 |
| ·外层井壁温度场发展规律 | 第86-89页 |
| ·冻结壁温度场发展规律 | 第89-90页 |
| ·径向温度场特征参数分析 | 第90-92页 |
| ·冻结压力与钢筋应力监测 | 第92-98页 |
| ·冻结压力 | 第93-95页 |
| ·钢筋应力 | 第95-98页 |
| ·本章小结 | 第98-100页 |
| 5 白垩系井筒冻结壁温度场有限元分析 | 第100-119页 |
| ·热分析理论基础 | 第100-101页 |
| ·冻结温度场微分方程 | 第101-103页 |
| ·有限元分析涉及问题处理 | 第103-106页 |
| ·浇筑混凝土 | 第103-104页 |
| ·设置隔热板 | 第104-105页 |
| ·Stefan问题 | 第105-106页 |
| ·计算参数 | 第106-108页 |
| ·混凝土 | 第106-107页 |
| ·隔热板 | 第107页 |
| ·冻土 | 第107-108页 |
| ·井内环境 | 第108页 |
| ·冻结壁温度场数值模拟 | 第108-111页 |
| ·井壁及冻结壁温度场数值计算 | 第111-116页 |
| ·模型的简化 | 第111页 |
| ·数值模拟方案选择 | 第111页 |
| ·模型建立 | 第111-112页 |
| ·数值模拟结果分析 | 第112-116页 |
| ·数值模拟与实测结果对比分析 | 第116-118页 |
| ·本章小结 | 第118-119页 |
| 6 温度应力对白垩系井筒安全性影响分析 | 第119-133页 |
| ·冻结壁自然解冻规律 | 第119-123页 |
| ·解冻特点 | 第119页 |
| ·解冻时间 | 第119-120页 |
| ·新庄风井冻结壁厚度变化规律 | 第120-121页 |
| ·新庄风井冻结壁解冻时间预测 | 第121-123页 |
| ·温度应力对井筒安全性影响分析 | 第123-129页 |
| ·立井径向热传导方程 | 第123-124页 |
| ·周期函数边界下的井筒温度场 | 第124-125页 |
| ·恒温边界下的井筒温度场 | 第125-126页 |
| ·新庄煤矿温度应力场解析解 | 第126-129页 |
| ·冻结壁解冻后基岩段井壁受力分析 | 第129-131页 |
| ·新庄风井井壁强度及安全性分析 | 第131-132页 |
| ·冻结壁解冻后井壁强度 | 第131页 |
| ·井壁稳定性评价 | 第131-132页 |
| ·本章小结 | 第132-133页 |
| 7 结论 | 第133-137页 |
| ·结论 | 第133-135页 |
| ·创新点 | 第135页 |
| ·展望 | 第135-137页 |
| 致谢 | 第137-138页 |
| 参考文献 | 第138-147页 |
| 附录 | 第147页 |
