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题名基于脆性模量系数的岩石应变软化及渗透率演化模型
被引量：2
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作者
张春会
岳宏亮
王来贵
郭晓康
于永江
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机构
河北科技大学建筑工程学院
辽宁工程技术大学力学与工程学院
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第1期255-264,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51274079
51574139
51274110)
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文摘
岩石峰后应变软化力学行为及渗透率演化规律是岩石工程稳定性和安全性分析的基础。在三轴实验基础上分析了围压对岩石峰后应变软化力学行为的影响规律,提出了描述围压对岩石峰后脆性影响的新参数,即脆性模量和脆性模量系数,分析了脆性模量的物理意义和脆性模量系数方法的应用范围。基于脆性模量系数,结合强度退化指数、扩容指数、FLAC中的SS模型和体积应变增透率,建立了考虑围压影响的岩石应变软化模型和渗透率演化模型。利用本文模型较好地模拟再现了不同围压下Gebdykes白云岩变形和巴里坤砂岩渗透率的演化过程,验证了本文模型的合理性。将本文模型应用于某煤层开采过程中围岩变形和渗透率的动态演化预测,结果表明随着煤层开采,采动应力引起围岩变形、破坏,其渗透率也随之动态变化,本文模型能较好地再现煤层开采过程中围岩的渗透率动态演化规律。
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关键词
脆性模量系数
体积应变增透率
渗透率演化
应变软化
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Keywords
Brittle modulus coefficient
the enhanced permeability of the volumetric strain
permeability evolution
strain softening
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分类号
TD315
[矿业工程—矿井建设]
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题名三轴压缩岩石应变软化及渗透率演化的试验和数值模拟
被引量：24
- 2
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作者
张春会
赵全胜
王来贵
赵娜
于永江
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机构
河北科技大学建筑工程学院
辽宁工程技术大学力学与工程学院
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第8期1774-1782,共9页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51274079
51274110
51574139)
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文摘
三轴压缩下岩石峰后应变软化行为及渗透率演化规律是岩石工程稳定性分析的基础。取新疆巴里坤砂岩样在室内开展了三轴压缩试验和三轴渗流试验,获得了不同围压下巴里坤砂岩的全程应力应变曲线、体积应变与渗透率关系曲线。试验结果表明:随着围压增加,岩石峰后残余强度增加,体积扩容和脆性减弱;随着轴向应变增加,岩石先发生弹性压缩,空隙空间减小,渗透率降低;当应力达到屈服强度,岩石内裂隙开始扩展,渗透率降低速率趋缓;在峰值应力后,岩样破坏,裂隙扩展加速,并伴有新裂隙的萌生,岩样渗透率开始快速增长,岩样的渗透率呈"V"型变化。提出了描述围压对岩石峰后脆性影响的新参数,即脆性模量系数,围压与脆性模量系数之间服从负指数关系。基于脆性模量系数、强度退化指数和扩容指数,建立了考虑围压影响的岩石应变软化模型。在分析体积应变与岩石渗透率之间关系基础上,建立了基于体积应变增透率的岩石渗透率演化模型。在FLAC下模拟了巴里坤砂岩不同围压下的应变软化行为和渗透率演化过程,结果表明:岩石应变软化模型能很好地模拟围压对岩石残余强度、体积扩容和峰后脆性的影响;所示模型能较好地模拟围压和剪胀对岩石渗透率的影响;岩样峰后内部出现了明显的剪切破坏带,剪切破坏带与大主应力的夹角随着围压的增加而增大。在剪切破坏带内单元的渗透率显著增长,最后形成了一个流动通道。
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关键词
脆性模量系数
应变软化
渗透率
三轴压缩
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Keywords
brittle modulus index
strain softening
permeability
tri-axial compression
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分类号
TU45
[建筑科学—岩土工程]
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