›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (12): 3475-3483.doi: 10.16285/j.rsm.2017.12.011
张东明1, 2,郑彬彬1, 2,张先萌1, 2,齐消寒1, 2,白 鑫1, 2
ZHANG Dong-ming1, 2, ZHENG Bin-bin1, 2, ZHANG Xian-meng1, 2, QI Xiao-han1, 2, BAI Xin1, 2
摘要: 为研究含瓦斯砂岩卸荷破坏过程中的变形及渗流规律,采用自主研发的含瓦斯煤热-流-固耦合渗流伺服试验系统,开展了不同围压和相同瓦斯压力条件下的卸围压渗流试验,建立了基于应变指标的瓦斯渗流模型。得出的主要结论有:(1)含瓦斯砂岩破坏表现出明显的脆性特征,峰值应力点后瞬间,应力、应变及流量均出现突跳;(2)应力-应变及渗透率变化呈现明显的阶段性特征:孔隙、微裂隙压密及弹性变形阶段(I、II阶段),砂岩渗透性为0;卸荷屈服阶段(III阶段),产生新的损伤,渗透性小幅增加;卸荷破坏应力跌落阶段(IV阶段),应力突降,应变陡增,裂隙贯通后渗透性陡增,是渗透性主导阶段;破坏后阶段(V),应力、应变及流量变化均趋于稳定;(3)含瓦斯砂岩破坏阶段,受气体压力和泊松效应影响,使径向应变和体积应变远大于轴向应变;(4)含层理砂岩卸荷破坏形式以产生沿层理面方向的张剪混合裂缝为主。基于Kozeny-Carman方程和裂隙流理论,建立了应变相关渗透率模型,揭示了含瓦斯砂岩损伤破坏渗流机制,对研究瓦斯突出、及在破断岩体中的运移规律及抽采孔优化设计等具有借鉴意义。
中图分类号:
TU 454
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