渗透压—应力耦合作用下煤体常规三轴试验的颗粒流模拟

发布时间：2018-04-11 06:13

  本文选题：渗透压-应力耦合 + 常规三轴试验　； 参考：《岩土力学》2016年S1期

【摘要】：为了研究在渗透压-应力耦合作用下围压和瓦斯压力对煤体变形破坏规律的影响,借助PFC2D软件进行了340组抗压及抗拉试验模拟,建立了煤体宏观力学参数与细观参数之间的关系。利用平行黏结模型和推导得出的细观参数,对煤体进行了不同围压和瓦斯压力条件下常规三轴试验的颗粒流模拟,并将模拟结果与物理试验结果进行对比及误差分析,对煤体宏观力学参数的变化规律进行了总结。分析结果表明,经过推导得到的宏细观参数关系,可以控制模拟结果的误差在10%之内,能较好地模拟煤体的力学特征;围压增大时,煤体的抗压强度、残余强度及弹性模量呈增大趋势,泊松比以及煤体的破裂角度变小,与物理试验所得围压对煤体的刚度和强度起增强作用的结论一致;瓦斯压力的升高会导致煤体抗压强度,残余强度及弹性模量减小,泊松比以及煤体破裂角度变大,验证了物理试验中瓦斯压力对煤体强度具有劣化作用的结论。
[Abstract]:In order to study the influence of confining pressure and gas pressure on the deformation and failure law of coal body under the coupling of osmotic pressure and stress, 340 groups of compressive and tensile tests were simulated with PFC2D software.The relationship between macroscopic mechanical parameters and mesoscopic parameters of coal is established.The particle flow simulation of conventional triaxial test under different confining pressure and gas pressure is carried out by using the parallel bonding model and the derived mesoscopic parameters. The simulation results are compared with the physical test results and the errors are analyzed.The variation law of macroscopic mechanical parameters of coal body is summarized.The analysis results show that the error of simulation results can be controlled within 10%, and the mechanical characteristics of coal body can be well simulated, and the compressive strength of coal body can be improved with the increase of confining pressure.The residual strength and modulus of elasticity increase, the Poisson's ratio and the fracture angle of coal become smaller, which is consistent with the conclusion that confining pressure can enhance the stiffness and strength of coal, and the increase of gas pressure will lead to the compressive strength of coal.The residual strength and modulus of elasticity decrease, the Poisson's ratio and the fracture angle of coal body become larger, which verifies the conclusion that the gas pressure has the effect of deterioration on the strength of coal body in physical test.
【作者单位】： 山东科技大学矿山灾害预防控制—省部共建国家重点实验室培育基地;山东科技大学矿业与安全工程学院;
【基金】：国家自然科学基金(No.51304128,No.51304237) 山东省自然科学基金(No.ZR2013EEQ015) 高等学校博士学科点专项科研基金(No.20133718120013) 山东科技大学人才引进科研启动基金(No.2013RCJJ049)~~
【分类号】：TD712

【参考文献】

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本文编号：1734757