›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (S2): 715-721.doi: 10.16285/j.rsm.2015.S2.102
黄 滚1, 2,张 鑫1, 2,尹光志1, 2,郭 虎1, 2,熊洋涛1, 2
HUANG Gun1, 2, ZHANG Xin1, 2, YIN Guang-zhi1, 2, GUO Hu1, 2, XIONG Yang-tao1, 2
摘要: 为揭示在温度、地应力和瓦斯压力等多场作用下煤与瓦斯(methane)相互作用对煤矿瓦斯抽采、CO2注气强化瓦斯开采及CO2在深部不可采煤层的封存具有的重要意义,更精确地从微观角度观测在多物理场耦合条件下煤瓦斯相互作用的动态过程,研制了一种在多场耦合条件下带显微观测装置的煤瓦斯试验装置。该装置由密封容器与施力夹持机构、气压系统、温度场系统、显微观测系统4部分组成,能够通过显微观测装置结合图像处理技术,直接观测多场条件下煤与不同气体的相互作用所引起的细微变化。利用该装置进行了无应力加载、相同温度、相同气压下的瓦斯、CO2的吸附膨胀试验。研究发现,(1)试件在两种气体的变形大致经历了快速增长、缓慢增长直至平衡3个阶段,类似于吸附等温曲线;(2)试件在CO2气体中达到吸附饱和的时间比试件在瓦斯气体中达到吸附饱和的时间要短;(3)试件在瓦斯气体中的最大线性应变约为0.15%,相同条件下试件在CO2气体中的最大线应变约为0.5%,相同条件下试件在CO2气体中达到吸附饱和时的最大应变比试件在瓦斯气体中达到吸附饱和时的最大应变大3倍左右。研制的装置具有结构简单、直观、精度高的特点。
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[1] | 侯会明, 胡大伟, 周辉, 卢景景, 吕涛, 张帆, . 考虑细观等效热学参数的高放废物处置库围岩应力−渗流−温度耦合模拟方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3625-3634. |
[2] | 张小玲, 夏飞, 杜修力, 许成顺, . 考虑含水合物沉积物损伤的多场耦合模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4229-4239. |
[3] | 苏国韶,秦子华,彭立锋,邹亚峰,胡小川, . 基于热-水-力-损伤耦合数值模型的高地温水工高压隧洞围岩承载特性[J]. , 2018, 39(1): 308-319. |
[4] | 李小春 ,袁 维,白 冰,. CO2地质封存力学问题的数值模拟方法综述[J]. , 2016, 37(6): 1762-1772. |
[5] | 刘泉声,刘学伟. 多场耦合作用下岩体裂隙扩展演化关键问题研究[J]. , 2014, 299(2): 305-321. |
[6] | 王柳江 ,刘斯宏 ,汪俊波 ,朱 豪 . 电场-渗流场-应力场耦合的电渗固结数值分析[J]. , 2012, 33(6): 1904-1911. |
[7] | 赵成刚,韦昌富,蔡国庆. 土力学理论的发展和面临的挑战[J]. , 2011, 32(12): 3521-3540. |
[8] | 赵 颖,梁 冰,薛 强,刘 磊. 地表水入渗对垃圾填埋场水质水量影响的数值模拟分析[J]. , 2010, 31(7): 2295-2302. |
[9] | 罗嗣海 ,钱七虎 ,李金轩 ,周文斌 , . 高放废物深地质处置中的多场耦合与核素迁移[J]. , 2005, 26(S1): 264-270. |
[10] | 朱珍德 , 张 勇 , 陈卫忠, . 应用数字图像分析法评价红砂岩渐进损伤破坏特性[J]. , 2005, 26(2): 203-208. |
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