本文關(guān)鍵詞：損傷和剪脹效應(yīng)對裂隙煤體滲透率演化規(guī)律的影響研究

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【摘要】：煤層瓦斯?jié)B透率是影響瓦斯抽采和動力災(zāi)害防治的重要參數(shù)。為了研究煤體損傷和剪脹變形對滲透率的影響,首先引入損傷變量反映煤體損傷破壞狀態(tài),建立了基于體應(yīng)變增量的煤體損傷本構(gòu)模型。并采用Hurst指數(shù)表征裂隙表面粗糙度,基于裂隙表面的分形特征,建立了裂隙滲透率在壓縮和剪切作用下的演化模型。通過對TOUGH2和FLAC~(3D)軟件進行二次開發(fā),建立了基于雙重孔隙模型的TOUGH2(CH_4)-FLAC氣-固耦合數(shù)值分析工具。采用本軟件對煤樣單軸壓縮過程進行模擬分析,結(jié)果表明:煤體的破壞是損傷單元累積和貫通的結(jié)果,最終形成貫通煤體的損傷帶是造成煤體失穩(wěn)破壞的主因;圍巖內(nèi)的滲透率增加區(qū)域與損傷區(qū)位置基本一致,其中裂隙系統(tǒng)的滲透率增加幅度最大可達2個數(shù)量級;剪切破壞區(qū)的裂隙發(fā)生剪脹變形,引起裂隙滲透率大幅增加。建立的理論模型與數(shù)值計算工具為制定瓦斯治理措施提供了理論指導(dǎo)。
【作者單位】： 中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所巖土力學(xué)與工程國家重點實驗室;重慶大學(xué)煤礦災(zāi)害動力學(xué)與控制國家重點實驗室;中國礦業(yè)大學(xué)煤炭資源與安全開采國家重點實驗室;山東科技大學(xué)礦山災(zāi)害預(yù)防控制省部共建國家重點實驗室培育基地;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(No.51474204,No.51504235,No.41202194) 中國礦業(yè)大學(xué)煤炭資源與安全開采國家重點實驗室開放研究基金(No.13KF05) 重慶大學(xué)煤礦災(zāi)害動力學(xué)與控制國家重點實驗室開放課題(No.2011DA105287-FW201412) 中國博士后科學(xué)基金(No.2013M542097) 山東省礦山災(zāi)害預(yù)防控制國家重點實驗室培育基地開放基金(No.MDPC2013KF03)~~
【分類號】：TD712
【正文快照】： This work was supported by the National Natural Science Foundation of China(51474204,51504235 and 41202194),the Open Projects of State KeyLaboratory of Coal Resources and Safe Mining,CUMT(13KF05),the Open Projects of State Key Laboratory of Coal Mine Dis

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本文編號：1202249