李英杰
- 作品数：17 被引量：95H指数：7
- 供职机构：中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金中国地质调查局地质调查项目更多>>
- 相关领域：天文地球文化科学矿业工程石油与天然气工程更多>>
- 基于CT扫描和数字体相关法的页岩各向异性三维变形场特征研究被引量：1
- 2023年
- 为了获得层状页岩各向异性三维变形场特征,对四川盆地龙马溪组层状页岩开展单轴压缩试验,并利用Micro-CT原位扫描,以原位扫描获得的数字图像作为变形信息载体,基于局部数字体积相关法(digital volume correlation,简称DVC)和全局DVC方法计算单轴压缩条件下层理页岩变形场,研究页岩变形演化的层理效应。结果表明:随着载荷增加,页岩试件整体位移场梯度逐渐向层理方向演化。不同层理页岩试件的高应变集中区呈现出不同的模式,0°试件受张拉和剪切作用共同影响,在中部区域应变集中明显,裂缝集中于中部发育;45°试件在加载后期张拉应变和剪应变集中区同时出现,裂缝发育遇层理面出现明显拐折,裂缝的演化由张拉和剪切作用共同控制;90°试件在整个加载过程中张拉应变集中显著,裂缝沿垂直层理面平行发育,试件破坏受控于张拉作用。Micro-CT的高分辨率原位扫描图像结合局部DVC和全局DVC获取的变形场和应变场能够反映各向异性页岩的变形破坏规律,为页岩变形演化的层理效应研究提供了方法。
- 李英杰张亮王炳乾刘圣鑫
- 关键词：变形场
- 陕蒙地区厚硬砂岩顶板定向水力压裂预割缝倾角优化及防冲实践被引量：20
- 2020年
- 预割缝倾角是深孔顶板定向水压致裂重要施工技术参数之一。通过半圆盘试件3点弯(SCB)断裂力学试验以及水压致裂力学模型解析分析,研究预割缝倾角影响坚硬顶板在定向切槽诱导下水压致裂过程中的断裂特性。结果表明:水压裂纹的起裂方向明显受到预设裂纹倾角影响,但最大主应力对裂纹扩展方向起到控制作用。在地应力一定条件下,随着预割缝倾角增加,临界注水压力减小,Ⅰ型应力强度因子KⅠ逐渐增加,Ⅱ型应力强度因子KⅡ先增加后减小。为保证水压裂纹既受到较大的张拉作用,又能利用地应力的作用发生剪切扩展,KⅡ达到最大值时的预割缝倾角被选为施工水力压裂参数取值。该参数设计被应用到巴彦高勒煤矿厚层砂岩顶板水压致裂工况,对比压裂过程中顶板的煤炮强度和频次以及压裂前后辅回撤通道附近的微震、应力变化,证明了设计参数下水压致裂裂隙范围有效的起到了防冲效果。
- 赵善坤赵善坤李英杰姚茂宏柴海涛苏振国李少刚
- 关键词：冲击地压
- 页岩气超临界等温吸附模型及储量计算优化被引量：9
- 2019年
- 页岩吸附能力研究对评价页岩气资源潜力具有重要意义.论文基于单分子层吸附模型和吸附势理论,建立了考虑页岩微孔、中(大)孔在高压条件下的吸附机理差异的超临界等温吸附模型,构建了微孔滞留率对地质储量影响的gas-in-place(GIP)计算公式,并进行了实例分析.研究结果表明:Dubibin-Astakhov(DA)方程应用于研究页岩微孔吸附机理需要结合吸附势特征曲线进行修正,模型中的虚拟饱和蒸汽压采用改进的Dubinin公式,并采用逐渐增大k值的方法求取最优k值,使得吸附特征能不随温度变化;将微孔吸附气含量部分地计入地质储量,对地质储量GIP公式进行修正,微孔吸附量通过建立的DA-Langmuir等温吸附模型直接获得.该方法考虑了页岩吸附机理,计算结果更加符合实际;改进的储量计算模型表明,微孔吸附气滞留率对浅层页岩气地质储量影响较大,随埋深增加,微孔吸附气滞留率对地质储量影响减小.
- 李英杰左建平姚茂宏刘德军陈刚
- 页岩气储层纳米级孔隙中气体的质量传输机理及流态实验被引量：6
- 2018年
- 为了探究页岩气储层纳米级孔隙中气体的质量传输方式、机理、气体流态,以及页岩表观渗透率的合理表示方法,首先基于前人的研究成果,从微观和宏观的角度综合分析了页岩纳米孔隙中气体的质量传输机理;然后通过开展致密页岩中气体渗流实验,对纳米孔隙中气体的真实流态进行了分析,讨论了孔隙尺寸、压力等参数对页岩渗透率的影响;进而对不同页岩表观渗透率模型进行了比较,探讨了其合理的表示方法。研究结果表明:(1)页岩纳米孔隙中游离气质量传输方式主要为滑脱流、努森扩散及斐克扩散,吸附气质量传输方式主要为表面扩散,气体流态为滑脱流或过渡流,不存在连续流,并且孔隙越小、压力越低,滑脱流越弱,努森扩散越强;(2)在相同的实验条件下,Darcy渗透率最低,B-K表观渗透率和Civan表观渗透率非常接近,Klinkenberg表观渗透率居中,APF表观渗透率与Wu表观渗透率最高且出现了曲线交替;(3)在Wu表观渗透率中,滑脱流在滑脱区和过渡区都是气体质量主要的传输方式;(4)在APF表观渗透率中,滑脱流是滑脱区气体质量主要的传输方式,而努森扩散则是过渡区气体质量主要的传输方式。
- 刘杰张永利胡志明李英杰杨新乐
- 关键词：页岩气储集层
- 基于断裂力学的层状岩石Hoek-Brown准则修正模型研究被引量：1
- 2022年
- 本文基于各向同性Hoek-Brown强度准则的断裂力学理论,从层状岩石细观断裂机理出发,分析初始微裂纹沿层理分叉后起裂条件,考虑初始裂纹引发岩石破裂的临界角,建立层理弱面主导裂纹偏转的参数m_(1)各向异性公式,引入考虑岩石沿层理和基质混合破裂修正系数,得到Hoek-Brown强度准则的各向异性修正模型。对比其他各向异性Hoek-Brown模型以及页岩三轴试验结果证明了模型的有效性。修正模型继承了各向同性Hoek-Brown强度准则的断裂力学理论对于岩石破坏特征量的选择,反映了岩石的细观破坏机理,同时考虑层理各向异性的影响,准则中的相关参数物理意义明确。模型中参数m与层理面角度、层理及岩石的抗拉强度、抗压强度、摩擦系数有关,其中层理面摩擦系数的变化会引起参数m极小值点位置及岩石强度特性发生改变。
- 李英杰王炳乾左建平薛东杰刘德军
- 关键词：层状岩石HOEK-BROWN准则
- 融合力学思维能力培养的实践选题训练教学设计与实施——以理论力学中自由刚体运动知识拓展为例被引量：2
- 2022年
- 力学思维培养是力学专业培养目标的“高阶性”定位,实践选题训练将理论知识应用于解决实际问题有利于思维能力培养。为达成高阶性教学培养目标,力学基础理论课的实践选题训练教学设计和实施需进一步思考。本文以工程力学专业理论力学课程中自由刚体运动为例,通过多层次构建知识点关联性结构框架,多角度设计实践选题训练实施方案,探索工程力学专业本科学生力学思维能力培养的实践选题训练教学方法。
- 李英杰刘杰左建平祝捷薛东杰刘庆
- 页岩Ⅰ型裂纹遇层理起裂扩展准则研究被引量：8
- 2020年
- 为研究层理面对页岩Ⅰ型裂纹扩展的影响,利用裂纹尖端应力场Williams解,推导了页岩Ⅰ型裂纹沿层理方向的新分叉裂纹尖端应力场.基于最大周向应力判据,建立了考虑T应力的Ⅰ型裂纹沿层理起裂扩展准则,探讨了不同层理角度下裂纹沿层理面起裂与扩展规律.研究结果表明:T应力对含层理页岩裂纹扩展角,以及反映裂纹转向层理扩展难易程度指标起裂临界强度比Sc^i和扩展临界强度比Sc^c都具有影响。解析得到反映T应力大小的无量纲参数Bα=0.375是层理倾角β=0时Ⅰ型裂纹发生转向的一个分界点.β>0时,Bα=±0.375是Ⅰ-Ⅱ复合型分叉裂纹Sc^i和Sc^c发生变化的分界点:当Bα<-0.375时,Sc^i和Sc^c随着层理角度的增加先减小后增加,当Bα>0.375时,Sc^i和Sc^c随着层理角度的增加先增加后减小,而当-0.375≤Bα≤0.375时,Sc^i和Sc^c随着层理角度的增加而减小.基于此建立了综合反映T应力和层理角度对临界强度比影响的临界面.将理论预测裂纹沿层理面扩展结果与试验及数值模拟结果进行比较,吻合较好.
- 李英杰钟立博左建平
- 关键词：解析解
- 理论力学探究式教学方法研究被引量：2
- 2017年
- 理论力学教学大纲强调了理论的系统性和公式推导的完备性,这使得理论力学教学偏重理论知识体系的传授,再加之学时有限,学生学习会感到一定的困难,甚至厌学。为此,借鉴探究式学习方法的新理念,基于翻转课堂教学新模式,采用微视频新媒体手段,提出了开展理论力学探究式教学方法的新思路,并给出理论力学探究式教学方法实施的案例。理论力学探究式教学方法对激发学生自主学习的积极性、改善学习效果有一定的推动作用。
- 李英杰左建平张芳刘德军
- 关键词：探究式教学
- 基于数值分析和热点工程案例的材料力学探究式教学方法探讨被引量：1
- 2017年
- 为了缓解材料力学某些关键知识点难以理解的窘境,实现教学知识传授和能力培养的双重目标,提出了基于数值分析和工程案例的材料力学探究式教学方法,并展示了整个完整的实施过程。通过数值试验将抽象的力学概念利用图形和动画直观地展示给学生,加深学生对材料力学关键知识点的认识和理解;通过设计合理的热点专业工程案例,利用相关的材料力学理论解决工程问题,促进学生对材料力学理论体系的掌握,实现材料力学的专业落地。该教学方法对激发学生的学习自主性、提高学习效果具有一定的推动作用。
- 刘德军左建平李英杰
- 关键词：工程案例探究式教学
- 在材料力学教学中引入ABAQUS有限元数值分析的探讨被引量：2
- 2019年
- 材料力学课程涉及一些抽象的概念和晦涩难懂的理论,在教学过程中发现学生普遍掌握困难。本文提出将ABAQUS有限元数值分析应用在材料力学教学中,利用其动态可视化功能增加学生的兴趣,加深学生对抽象概念和理论的理解,克服传统教学中较少应用数值方法的现状,从而达到改善材料力学课程教学效果的目的。
- 李明耀左建平李英杰薛东杰刘德军
- 关键词：课程教学
