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时间:2017-06-12
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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn#单轴压缩条件下含瓦斯煤样力学性质研究**王祖洸,高保彬,吕蓬勃(河南理工大学安全科学与工程学院,焦作,454000)5摘要:本文以瓦斯压力对煤样力学性质的影响为研究目的,以RMT-150C型岩石力学试验机为载体,研发单轴压缩条件下含瓦斯煤岩受载变形破坏实验装置,设计不同瓦斯压力下煤样单轴压缩实验,并采用RFPA2D软件通过设置不同渗透参数,实现不同瓦斯压力煤样单轴压缩条件下受载破坏模拟实验。结果显示:(1)通过室内试验,发现随着瓦斯压力的增加,煤样的抗压强度与弹性模量均呈降低趋势,瓦斯
2、压力由0MPa增加到2MPa,煤样的抗10压强度和弹性模量分别降低58.78%和49.03%;(2)由模拟结果可以看出,煤样的破坏是由微裂隙的发育、发展直至贯通形成宏观裂隙导致的;(3)随着不同瓦斯瓦力的增加,模拟试样的峰值强度和弹性模量都呈现降低的趋势,模拟结果与实验结果表现的规律是一致的。关键词:单轴压缩;瓦斯压力;RFPA;峰值强度;弹性模量15中图分类号:TD324StudyofMechanicalPropertiesofCoalContainingGasUnderUniaxialCompressionWANGZuguang,GAOBaob
3、in,LVPengbo20(HenanPolytechnicUniversitySafetyScienceandEngineeringCollege,Jiaozuo,454000)Abstract:Inthispaper,thepurposeistheinfluenceofmechanicalpropertiesofcoalbygaspressure.Asetofexperimentalequipmentthatthecoalsamplesdeformationandfailureunderuniaxialcompressionconditiono
4、fcoalandrockcontaininggaswasresearchedanddeveloped,withtheRMT-150CRockmechanicstestingmachineasthecarrier.Then,thestudysimulatedthedestruction25processofthecoalsampleunderdifferentgaspressurethoughsettingdifferentpermeabilityparametersbyRFPA2D.Themainconclusionswerefollows:(1)
5、Astheinternalgaspressureofcoalsampleincreasedfrom0MPato2MPa,Thecompressivestrengthandelasticmodulusofcoalsamplesrespectivelydecreasedby58.78%and49.03%;(2)ThestudyfoundthatthedevelopmentoffractureandthedistributionofAEsignalinthecoalsamplefailureprocessdevelopedfromdisorderlyto
6、30orderlyfromsimulationresults;(3)Withtheincreaseofgaspressure,thesimulatedspecimens’loadingforce(compressivestrength)andelasticmodulusshowedatrendofdecrease.Simulationresultswereconsistentwiththeexperimentalresults.Keywords:Uniaxialcompression;Gaspressure;RFPA;Compressivestre
7、ngth;Elasticmodulus350引言煤体本身是一种多孔介质材料,煤体内部赋存有大量瓦斯等气体,瓦斯在煤体中存在的状态有两种形式,一种为游离态瓦斯,一种为吸附态瓦斯,在一定条件下,这两种瓦斯在煤体内保持动态平衡。两种不同状态的瓦斯对没的物理力学性质有着不同的影响,游离态瓦斯以孔隙压力的形式作为体积力(即连续分布于物体内部各点的力)对煤样的力学性质产生影40响,而吸附态瓦斯通过吸附解吸作用对煤的本构关系产生影响,从而影响煤的力学性质及响[1]应特征。煤在受载破坏过程中,存在着孔裂隙的压缩与扩张,期间,会有声发射现象产生,基金项目:高等学校博
8、士学科点专项科研基金(20134116120001);国家自然科学基金(U1304502)作者简介:王祖洸(1991-),
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