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| 损伤和剪胀效应对裂隙煤体渗透率演化规律的影响研究 | |
| 作者单位： | ;1.中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室;2.重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室;3.中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室;4.山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地 |
| 摘 要： | 煤层瓦斯渗透率是影响瓦斯抽采和动力灾害防治的重要参数。为了研究煤体损伤和剪胀变形对渗透率的影响,首先引入损伤变量反映煤体损伤破坏状态,建立了基于体应变增量的煤体损伤本构模型。并采用Hurst指数表征裂隙表面粗糙度,基于裂隙表面的分形特征,建立了裂隙渗透率在压缩和剪切作用下的演化模型。通过对TOUGH2和FLAC~(3D)软件进行二次开发,建立了基于双重孔隙模型的TOUGH2(CH_4)-FLAC气-固耦合数值分析工具。采用本软件对煤样单轴压缩过程进行模拟分析,结果表明:煤体的破坏是损伤单元累积和贯通的结果,最终形成贯通煤体的损伤带是造成煤体失稳破坏的主因;围岩内的渗透率增加区域与损伤区位置基本一致,其中裂隙系统的渗透率增加幅度最大可达2个数量级;剪切破坏区的裂隙发生剪胀变形,引起裂隙渗透率大幅增加。建立的理论模型与数值计算工具为制定瓦斯治理措施提供了理论指导。 |
| 关 键 词： | 剪胀效应 煤体损伤 Hurst指数 渗透率演化 双重介质 |
Influences of damage and shear dilation on permeability evolution of fractured coal |
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