一种深埋高地温岩爆隧道微震与岩温联合监测装置及方法

    公开(公告)号:CN118671829A

    公开(公告)日:2024-09-20

    申请号:CN202410941652.9

    申请日:2024-07-15

    Applicant: 东北大学

    Abstract: 本发明公开了一种深埋高地温岩爆隧道微震与岩温联合监测装置及方法,涉及隧道工程技术领域,本发明提供的深埋高地温岩爆隧道微震与岩温联合监测装置包括:安装杆、微震传感器、温度传感器和伸缩抵紧机构,微震传感器、温度传感器和伸缩抵紧机构设置于安装杆上,安装杆用于伸进监测孔中,伸缩抵紧机构的自由端能够沿着远离安装杆的方向伸缩并抵于孔壁上以耦合安装杆和监测孔;本发明还提供了一种监测方法,本发明提供的监测装置能够同时获得围岩破裂与温度特征,当监测完毕后,通过伸缩抵紧机构收缩自由端来将安装杆从监测孔中拆卸下来以便于对装置进行回收,提高了监测效率,节约了成本,为高地温岩爆的监测预警奠定基础。

    一种可实现岩心方形切割的保温保压系统

    公开(公告)号:CN118533576A

    公开(公告)日:2024-08-23

    申请号:CN202410587621.8

    申请日:2024-05-13

    Applicant: 东北大学

    Abstract: 本发明公开了一种可实现岩心方形切割的保温保压系统,其由液压驱动气体增压装置、岩心对接转移舱、岩心周向切割舱、岩心转向舱、岩心轴向切割舱、岩心回转返回舱、耐高温高压电磁球阀、耐高温高压连接法兰组成。本发明对接转移舱采用双活塞气压结构,通过液压驱动气体增压装置能够精确的保证岩心从取样器转移到岩心方形切割保温保压系统过程中压力的精确控制,在压力差的作用下,完成转移的岩心向岩心周向切割舱运动,完成切割作业后,通过岩心转向舱到达岩心轴向切割舱进行方形切割工作并配合岩心回转返回舱最终实现方柱形岩心的加工,耐高温高压电磁球阀在岩心的每一个运动阶段进行闭环控制,保证岩心的环境压力与温度的稳定,耐高温高压连接法兰完成取样器、对接转移舱与切割系统的快速连接。本发明中,通过岩心周向切割舱可实现保温保压岩心的多长度定长切割,通过岩心轴向切割舱和岩心回转返回舱的相互配合可实现保温保压岩心的方形切割,弥补了现有技术无法进行岩心方形切割的缺陷。

    一种基于沿晶和穿晶接触面的脆性岩石的数值试验方法

    公开(公告)号:CN114169180B

    公开(公告)日:2024-07-23

    申请号:CN202111540058.1

    申请日:2021-12-15

    Applicant: 东北大学

    Abstract: 本发明涉及一种基于沿晶和穿晶接触面的脆性岩石的数值试验方法,其根据岩石试样中矿物晶粒分布的特征参数,采用Neper的多面体生成程序生成三维岩石模型;根据沿晶和穿晶接触面的信息,确定三维岩石模型的沿晶接触面和穿晶接触面;采用GBM建模方法对所述三维岩石模型进行建模,生成GBM岩石模型;采用3DEC程序中结合预先获取的岩石试样的力学实验基本参数,对所述GBM岩石模型进行数值仿真试验。其有益效果是,通过将单独矿物晶粒分解成若干个子矿物晶粒的方法,有效考虑穿晶和沿晶接触面,实现了脆性岩石破坏过程中的沿晶破坏、穿晶破坏及混合破坏的裂隙模式,原理简单、操作清晰、成本低廉,为评估脆性岩石破坏过程和机理提供了新途径。

    一种基于机器学习的深埋隧道岩爆等级快速评估方法

    公开(公告)号:CN118095079A

    公开(公告)日:2024-05-28

    申请号:CN202410228102.2

    申请日:2024-02-29

    Abstract: 本发明提供一种基于机器学习的深埋隧道岩爆等级快速评估方法,属于隧道岩爆技术领域,评估方法包括构建岩爆预测样本数据库;采用箱型图分析岩爆工程数据中的异常值,最后将异常值进行剔除得到一级数据;将一级数据划分为训练集和测试集,对分级过后的所有数据中数据量较低的级别采用不平等数据处理方法形成随机森林模型,对随机森林模型采用鲸鱼优化法处理,以获取预测模型中的最优超参数;基于最优超参数建立岩爆等级预测模型;确定岩爆样本数据中重要特征的岩爆等级阈值;建立岩爆评估等级对照表,可从多个因素对岩爆级别进行评估,同时对异常值的预测以及对数据量较少的增广效果,可提高对数据的均衡性,进而在预测岩爆时更加精准。

    一种岩爆隧道的地质结构面精细探测方法

    公开(公告)号:CN117348103A

    公开(公告)日:2024-01-05

    申请号:CN202311286430.X

    申请日:2023-10-07

    Applicant: 东北大学

    Abstract: 本发明是一种岩爆隧道的地质结构面精细探测方法,用于精细探测岩爆隧道的地质结构面展布情况,本方法是在区域工程地质勘察和隧道地应力反演的背景下开展的综合地质预报精细探测地质结构面,适用于极高地应力钻爆法隧道。所述的隧道综合地质预报方法包括:TSP具有十米级——米级探测精度,探测距离长,但精度较低,地质雷达具有米级——分米级探测精度,探测距离短,但精度较高,钻孔成像具有厘米级观测精度,观测距离短,但精度最高,三者结合,相对于以往的单一地质预报,能较清楚地反映出地质结构面展布情况。大量岩爆案例说明在地应力差值较大位置,地质结构面控制岩爆及塌方的发生边界,尤其对于预测结构面滑移型岩爆的发生边界,本方法具有一定参考意义。

    一种基于近场动力学的岩石裂隙面行为分析方法

    公开(公告)号:CN117150842A

    公开(公告)日:2023-12-01

    申请号:CN202311016090.9

    申请日:2023-08-10

    Applicant: 东北大学

    Abstract: 本发明适用于岩土工程数值计算技术领域,提供了一种基于近场动力学的岩石裂隙面行为分析方法,包括以下步骤:通过构造网格节点,实现物质点的孪生网格反衍;划分搜索区域,并获取各搜索区域内的物质点集;将断裂准则与孪生网格离散行为进行绑定,并完成计算迭代过程;通过检测孪生网格的分离,触发对物质点对是否发生接触的判断;通过统一标定势函数的离散物质点接触力密度算法,求解发生接触的物质点对的接触力密度;求解发生摩擦的物质点对的摩擦力密度,将接触力密度和摩擦力密度统一纳入到物质点的受力描述中。该方法可对岩石裂隙面接触‑摩擦行为进行精确分析,服务于复杂裂隙扩展路径的精确预测,弥补该领域内数值分析算法的空白。

    一种延长热突破时间的干热岩开采系统及开采方法

    公开(公告)号:CN116104720A

    公开(公告)日:2023-05-12

    申请号:CN202310068248.0

    申请日:2023-01-30

    Applicant: 东北大学

    Abstract: 本发明涉及一种延长热突破时间的干热岩开采系统及开采方法,生产井的井口通过抽采泵连接第一热交换器的高温流体入口,第一热交换器的低温流体出口连接注入井的井口;第一热交换器的高温热交换工质出口连接发电组件的热交换工质入口,发电组件的热交换工质出口连接冷却组件的高温热交换工质入口;冷却组件的低温热交换工质出口连接第一热交换器的低温热交换工质入口;生产井包括生产井垂直井筒段和生产井水平井筒段,注入井包括注入井垂直井筒段、注入井分支井筒段和注入井水平井筒段;生产井水平井筒段和注入井水平井筒段均设置压裂射孔。本发明使用间歇开采方式延长了干热岩的热突破发生时间,增加干热岩热储寿命并提高了热储发电量。

    一种岩石深地联合致裂、地热注采与渗流模拟试验系统

    公开(公告)号:CN113686693B

    公开(公告)日:2022-05-31

    申请号:CN202110978856.6

    申请日:2021-08-25

    Applicant: 东北大学

    Abstract: 本发明提供一种岩石深地联合致裂、地热注采与渗流模拟试验系统,其特征在于:包括主应力加载器、主机框架、高温加热箱、试样夹具、工作平台、伺服高压泵和高压脉电机;所述试样夹具用于夹持岩石试样;所述高温加热箱设置在主机框架内部,用于对试样夹具内岩石试样的高温加载与保温;所述主应力加载器通过测力组件和压头组件对试样夹具内岩石试样提供真三向应力;所述试样夹具由压板组装而成,所述压板包括用于联合致裂、地热注采的常规压板,以及用于渗流模拟试验的渗流压板;所述试验系统的工作平台下设有伺服高压泵和高压脉电机。本发明为高温真三向下岩石联合致裂、地热注采和岩石试样各向异性渗流特性提供了新的试验与研究手段。

    高温高压常规三轴直剪破裂渗流耦合测试装置及使用方法

    公开(公告)号:CN113109181B

    公开(公告)日:2022-02-15

    申请号:CN202110419440.0

    申请日:2021-04-19

    Applicant: 东北大学

    Abstract: 本发明涉及一种高温高压常规三轴直剪破裂渗流耦合测试装置,两个剪切压头和两个压力组件以关于岩石试样中心对称的方式设岩石试样上下。剪切压头包括第一和第二剪切压头主体。压力组件包括橡胶囊和垫板。压力组件的一部分在第一和第二剪切压头高度差所形成空间内。橡胶囊通过垫板向岩石试样施加压力。第二剪切压头主体设的第一渗流网路凹槽和垫板设的第二渗流网路凹槽内的渗流介质向岩石试样施加渗透压。三轴试验机向岩石试样施加侧向围压、轴压和高温。其有益效果是,该测试装置能够在高温高压条件下开展常规三轴直剪破裂渗流试验。简单的结构、优化后的密封设计、活塞部件和橡胶囊的连接方式、注液方法设计使得本发明的实用性和可靠性大大提高。

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