脉动孔隙水压下煤岩损伤变形的能量观点分析

作者：朱红青; 张民波; 顾北方; 申翔

来源：中南大学学报(自然科学版), 2014, 45(10): 3657-3663.

• 脉动孔隙水压
• 损伤变形
• 残余应变
• 能量吸收
• 能量释放
• 强度丧失

采用RLW-2000M微机控制煤岩流变仪进行三轴加压状态下脉动孔隙水压作用于煤岩的实验研究。研究结果表明:煤岩在脉动水压作用下的残余应变具有初期变形较大、后期变化较小且平稳的特征,其变化趋势符合负指数幂规律。基于热力学定律,采用能量观点将单个滞回曲线加、卸载过程中的4个阶段进行能量吸收与能量释放的划分,其变化规律分别为Uab逐渐减小、Ubc逐渐增加、Ucd变化不稳定和Ude逐渐减小。同时,单个滞回曲线总能量的变化是能量耗散的过程,具有初期变化较大、后期逐渐降低的趋势,与残余应变特征相对应。脉动水压上限越大,能量耗散越大,煤体内部损伤和塑性变形越大,强度丧失越多。从能量的角度解释了脉动水压作用下煤岩损伤变形的过程,为现场施工煤层脉动注水提供了一定的理论参考依据。

• 单位
  煤炭资源与安全开采国家重点实验室; 中国矿业大学（北京）