不同煤体结构煤的蠕变特征及蠕变模型研究
发布时间：2021-09-24 18:25
已有研究表明煤与瓦斯延期突出与煤蠕变特性有关,前期研究成果也获取到了瓦斯压力、围压、轴压等对含瓦斯煤蠕变性质的影响,并提出了适用于描述突出煤层的蠕变本构模型,为运用蠕变理论来揭示煤与瓦斯延期突出机理奠定了基础。但前期成果往往针对的是单一煤体结构煤的蠕变性质研究,忽略了煤体结构对煤蠕变特性的研究。为此,本文以安徽祁南煤矿突出煤层为研究对象,首先对其进行不同煤体结构的单轴蠕变试验,研究不同煤体结构和不同荷载下的蠕变特性曲线,分析其蠕变性质。在此基础上将非线性粘性元件和塑性元件组合,将其与传统Burges模型串联,建立了一个能描述不同煤体结构煤的非线性粘-弹-塑性特性的蠕变模型并拟合出方程中的相关参数。最后运用C++语言将该本构模型嵌入到FLAC3D数值计算软件中实现数值计算功能,研究成果可为从煤体结构的蠕变角度揭示煤与瓦斯延期突出机理提供借鉴。取得的成果如下:1)对现场采集的不同煤样制作成软煤、软硬组合以及软煤中部含夹矸三种煤体结构煤样,并对其进行单轴蠕变试验。研究表明不同煤体结构煤蠕变试验曲线的变化基本一致,可建立一个统一蠕变本构模型对不同煤体结构煤的蠕变特性进行描述;但软硬组合及含夹矸...
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
原生结构煤
2 不同煤体结构煤的蠕变试验本章在采集不同煤体结构煤样的基础上，室内分别制作软煤、硬煤及软硬组合等三种不同结构煤体的标准试验样。通过单轴分级加载条件下的蠕变试验，得到不同煤体结构煤样的蠕变曲线，并对其进行分析，讨论不同煤体结构煤样的蠕变特征。2.1 煤体结构煤体结构：指煤层在地质历史演化过程中经受各种地质作用后表现的结构特征。煤体结构历经变形和变质作用过程后，使得煤体分为原生结构煤和构造煤[42]。1）原生结构煤原生结构煤是指煤层没有构造变化的影响，保留了原生沉积结构和构造特征，煤层原生层理完整清晰，仅发育少量内生、外生裂隙，如图 2 所示。
<0.3 >20 原生结构煤和碎裂煤等受到地质作用影响较小的煤统等受到地质运动破碎比较强烈的煤统称为软煤。硬煤煤一般认为其为突出煤体。本次试验主要对软煤、软煤样来探寻不同煤体结构下的煤岩蠕变特性。及强度测试备试验采用 NTS 万能材料试验机。该机负荷机架性能较，操作简单便捷，负荷范围：400 N～500 kN，其 E。可对试验数据实时采集、运算、实时显示并得出结样0 月 25 日前往宿州市区南 20 公里处的祁南矿采样（以下三个部位的不同煤样。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于应变软化指标的岩石非线性蠕变模型[J]. 金俊超,佘成学,尚朋阳. 岩土力学. 2019(06)
[2]延期突出事故认定及统计分析[J]. 徐乐华,姜海纳,冯增朝. 煤矿安全. 2017(11)
[3]基于Norton方程的岩石蠕变损伤曲线的测定[J]. 许腾,任思玉,樊成,徐涛. 水利与建筑工程学报. 2017(02)
[4]高地应力区煤岩蠕变特性试验及蠕变参数识别[J]. 张青. 陕西煤炭. 2016(02)
[5]Origin软件在实验数据拟合中的应用[J]. 吕东灿,袁帅,赵仲麟,顿文涛,李建伟,袁志华,袁超. 农业网络信息. 2016(02)
[6]坝区岩体蠕变参数解析-智能反演方法及其工程应用[J]. 向文,张强勇,张建国. 岩土力学. 2015(05)
[7]岩石非线性拉、压蠕变模型及其参数识别[J]. 薛凯喜,赵宝云,刘东燕,胡艳香. 煤炭学报. 2011(09)
[8]煤与瓦斯延期突出模拟试验及机理[J]. 李晓泉,尹光志,蔡波,蒋长宝,李高帅. 重庆大学学报. 2011(04)
[9]基于损伤力学的砂岩蠕变模型研究与参数辨识[J]. 刘桃根,王伟,吴斌华,李良权. 三峡大学学报(自然科学版). 2010(06)
[10]岩石蠕变损伤模型及其稳定性分析[J]. 王来贵,赵娜,何峰,李鑫. 煤炭学报. 2009(01)
博士论文
[1]考虑初始损伤效应的软岩巷道围岩时效变形损伤机理及控制对策研究[D]. 侯荣彬.中国矿业大学 2018
[2]大理岩瞬时及流变力学特性与本构模型研究[D]. 唐皓.长安大学 2014
硕士论文
[1]参数非定常的软岩非线性黏弹塑性流变本构模型研究[D]. 薛永涛.北京交通大学 2017
[2]砂岩加载与卸荷蠕变特性及非线性黏弹塑性模型研究[D]. 谢林杰.重庆大学 2017
[3]红层岩石蠕变特性及其非线性本构模型研究[D]. 徐达.西南交通大学 2016
[4]煤与瓦斯延期突出机理研究[D]. 孙龙.郑州大学 2013
[5]充填体蠕变本构模型及其工程应用[D]. 杨欣.江西理工大学 2011
[6]地质构造对煤与瓦斯突出的影响研究[D]. 徐学锋.辽宁工程技术大学 2004
本文编号：3408228
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
原生结构煤
2 不同煤体结构煤的蠕变试验本章在采集不同煤体结构煤样的基础上，室内分别制作软煤、硬煤及软硬组合等三种不同结构煤体的标准试验样。通过单轴分级加载条件下的蠕变试验，得到不同煤体结构煤样的蠕变曲线，并对其进行分析，讨论不同煤体结构煤样的蠕变特征。2.1 煤体结构煤体结构：指煤层在地质历史演化过程中经受各种地质作用后表现的结构特征。煤体结构历经变形和变质作用过程后，使得煤体分为原生结构煤和构造煤[42]。1）原生结构煤原生结构煤是指煤层没有构造变化的影响，保留了原生沉积结构和构造特征，煤层原生层理完整清晰，仅发育少量内生、外生裂隙，如图 2 所示。
<0.3 >20 原生结构煤和碎裂煤等受到地质作用影响较小的煤统等受到地质运动破碎比较强烈的煤统称为软煤。硬煤煤一般认为其为突出煤体。本次试验主要对软煤、软煤样来探寻不同煤体结构下的煤岩蠕变特性。及强度测试备试验采用 NTS 万能材料试验机。该机负荷机架性能较，操作简单便捷，负荷范围：400 N～500 kN，其 E。可对试验数据实时采集、运算、实时显示并得出结样0 月 25 日前往宿州市区南 20 公里处的祁南矿采样（以下三个部位的不同煤样。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于应变软化指标的岩石非线性蠕变模型[J]. 金俊超,佘成学,尚朋阳. 岩土力学. 2019(06)
[2]延期突出事故认定及统计分析[J]. 徐乐华,姜海纳,冯增朝. 煤矿安全. 2017(11)
[3]基于Norton方程的岩石蠕变损伤曲线的测定[J]. 许腾,任思玉,樊成,徐涛. 水利与建筑工程学报. 2017(02)
[4]高地应力区煤岩蠕变特性试验及蠕变参数识别[J]. 张青. 陕西煤炭. 2016(02)
[5]Origin软件在实验数据拟合中的应用[J]. 吕东灿,袁帅,赵仲麟,顿文涛,李建伟,袁志华,袁超. 农业网络信息. 2016(02)
[6]坝区岩体蠕变参数解析-智能反演方法及其工程应用[J]. 向文,张强勇,张建国. 岩土力学. 2015(05)
[7]岩石非线性拉、压蠕变模型及其参数识别[J]. 薛凯喜,赵宝云,刘东燕,胡艳香. 煤炭学报. 2011(09)
[8]煤与瓦斯延期突出模拟试验及机理[J]. 李晓泉,尹光志,蔡波,蒋长宝,李高帅. 重庆大学学报. 2011(04)
[9]基于损伤力学的砂岩蠕变模型研究与参数辨识[J]. 刘桃根,王伟,吴斌华,李良权. 三峡大学学报(自然科学版). 2010(06)
[10]岩石蠕变损伤模型及其稳定性分析[J]. 王来贵,赵娜,何峰,李鑫. 煤炭学报. 2009(01)
博士论文
[1]考虑初始损伤效应的软岩巷道围岩时效变形损伤机理及控制对策研究[D]. 侯荣彬.中国矿业大学 2018
[2]大理岩瞬时及流变力学特性与本构模型研究[D]. 唐皓.长安大学 2014
硕士论文
[1]参数非定常的软岩非线性黏弹塑性流变本构模型研究[D]. 薛永涛.北京交通大学 2017
[2]砂岩加载与卸荷蠕变特性及非线性黏弹塑性模型研究[D]. 谢林杰.重庆大学 2017
[3]红层岩石蠕变特性及其非线性本构模型研究[D]. 徐达.西南交通大学 2016
[4]煤与瓦斯延期突出机理研究[D]. 孙龙.郑州大学 2013
[5]充填体蠕变本构模型及其工程应用[D]. 杨欣.江西理工大学 2011
[6]地质构造对煤与瓦斯突出的影响研究[D]. 徐学锋.辽宁工程技术大学 2004
本文编号：3408228
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