煤炭地下气化覆岩相似材料热损伤特性研究

作者：辛林; 韩立民; 冯洺泽; 李凯旋; 吴景; 李佳泽

来源：矿业研究与开发, 2021, 41(11): 52-57.

DOI：10.13827/j.cnki.kyyk.2021.11.009

• 相似材料
• 高温作用
• 力学特性
• 损伤演化

为了开展煤炭地下气化三维相似模拟模型试验,对覆岩相似材料热损伤特性开展试验研究。对覆岩相似材料在不同温度下处理,并进行单轴压缩试验,研究分析其力学性能及热损伤特性随温度的变化规律。得出结论:加热后各试件的直径稍微增大,高度有增有减,质量和密度降低;高温处理后的试件其应力-应变曲线通常经历孔隙压实、弹性变形、断裂和破坏4个阶段;试件的抗压强度随温度的升高而降低,试件经过600℃处理后,粗砂岩相似试件的抗压强度从1.61 MPa降低到0.622 MPa,降低61.38%,弹性模量从0.29 GPa降至0.12 GPa,降低59.4%;细砂岩相似试件的抗压强度从1.34 MPa降低到0.65 MPa,降低51.57%,弹性模量从0.28 GPa降至0.12 GPa,降低56.7%;选择弹性模量来定义损伤变量,试件的热损伤演化在100℃处存在一个阈值,在这个阈值之前,试件颗粒的热膨胀作用只是用来填充试件本身存在的孔隙裂隙,只有当试件在温度作用下将其内部的孔隙裂隙完全闭合后,损伤才显露出来。

• 单位
  山东科技大学