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摘要
运用自主研制的煤岩热-流-固耦合试验系统,以原煤为研究对象,进行峰后轴压保持在不同应力水平下围压的卸载试验,以分析围压卸载对原煤变形特性和渗透特性的影响。研究结果表明:通过径向应变ε3、轴向应变ε1和体应变εV的不可恢复变形量以及三者在力加载过程中的响应程度来定义损伤变量,满足损伤变量的变化区间[0,1],并以此计算煤样在卸载过程中的损伤量,得到在峰后轴压σ1保持不变,对围压σ3进行卸载时,损伤量D随着σ3的减小而增大,煤样的损伤程度越来越大;当轴压卸荷到不同应力时,煤样的渗透率随围压卸载次数的增加而增大,表明当σ1减小时,σ3对渗透率的影响越来越重要,同时煤样内部的孔隙裂隙以发育、扩展、延伸为主。此外,渗透率k在σ3卸载初期,几乎不增加;当σ3继续卸载时,k开始增大,并且斜率越来越大,表明煤样的损伤加剧。当保持σ1不变,对σ3进行卸载时,相当于摩尔应力圆半径增大,煤样向破坏的趋势发展,发生二次破坏的可能性增大。随着σ3的卸载,卸围压前σ1越大,摩尔应力圆半径越大,煤样的承载能力就越弱,更易发生煤样的二次破坏,表现在煤样的轴向应变ε1和径向应变ε3发生突变。
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单位重庆大学; 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室
