基于微裂纹演化的煤层底板损伤破裂与渗流演化过程数值模拟

发布时间：2018-03-02 04:22

  本文关键词： 微裂纹损伤 渗流 破裂演化 底板突水　出处：《采矿与安全工程学报》2015年06期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：基于岩石细观尺度微裂纹扩展演化的物理机制,将微裂纹损伤张量引入到经典的Biot孔隙弹性理论中,推导了岩石细观损伤演化与岩石宏观力学性能及渗透特性之间的联系,建立了基于微裂纹演化的岩石渗流-应力-损伤耦合模型与控制方程。利用MATLAB软件编程,将该耦合模型嵌入到COMSOL软件中,实现了流-固耦合作用下岩石损伤破裂及渗流演化过程动态模拟的数值程序。在此基础上,进行了承压水体上采煤的数值模拟,系统研究了煤层开采过程中底板裂隙损伤演化、破坏形态和渗流演化规律,深入揭示了煤层底板"渗流通道"形成及突水灾变的复杂演化过程和机理。
[Abstract]:Based on the physical mechanism of microcrack propagation and evolution in rock, the microcrack damage Zhang Liang is introduced into the classical Biot pore elasticity theory, and the relationship between the microcrack damage evolution and the macroscopic mechanical properties and permeability characteristics of rock is deduced. A rock seepage stress-damage coupling model and control equation based on microcrack evolution are established. The coupling model is embedded into COMSOL software by using MATLAB software. The numerical program for dynamic simulation of rock damage, fracture and seepage evolution process under fluid-solid coupling is realized. Based on this, the numerical simulation of coal mining in confined water is carried out, and the damage evolution of floor fissure during coal seam mining is systematically studied. The failure pattern and seepage evolution law reveal the complex evolution process and mechanism of "seepage passage" formation and sudden flood change in coal seam floor.
【作者单位】： 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室;
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2014CB046905) 国家自然科学基金项目(51274191,51404245) 教育部博士点基金项目(20130095110018)
【分类号】：TD74

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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本文编号：1554998