不同加载速率下含瓦斯煤体力学特征研究

发布时间：2023-02-23 10:53

　　本文通过对淮南潘三矿一水平1662(1)工作面煤层中的煤体进行研究分析,采用实验室试验、细观力学分析以及数值模拟等相结合的方式分析不同加载速率对含瓦斯煤体损伤破坏和细观力学的影响。对瓦斯压力为2MPa的煤体试件进行不同加载速率下的单轴压缩试验,分析加载速率对含瓦斯煤体各个阶段力学特征的影响,将含瓦斯煤体的破坏过程分成四个阶段;发现加载速率对含瓦斯煤体的峰值强度、弹性模量和破坏形态有着显著地影响,随着加载速率的增加,含瓦斯煤样试件的峰值强度和弹性模量呈现非线性下降趋势,且逐渐趋于缓和,试件破坏形式逐渐由完全破坏向局部破坏过渡,当加载速率为0.2×10-3mm/s、0.5×10-3 mm/s和1×10-3 mm/s时,试件表现出完全破坏状态,裂隙贯通整个煤体,具体表现形式为完全破坏、双向剪切破坏和单向剪切破坏;当加载速率为2×10-3mm/s和4×10-3时,试件表现出局部破坏,部分煤体保持完整状态,具体表现形式为轴向劈裂破坏和端部破坏。为了更好地掌握含瓦斯煤体内部的损伤破坏情况,对煤体试件进行了不同加载速率下损伤破坏全过程的声发射监测试验,经过分析可以看出声发射振铃计数和能量在峰值强度均...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 含瓦斯煤体力学特性研究现状
        1.2.2 加载速率对煤岩体力学特性影响研究现状
        1.2.3 煤岩体损伤研究方法现状
    1.3 存在的问题
    1.4 研究内容与技术路线
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 技术路线图
2 不同加载速率下含瓦斯煤体力学特征试验研究
    2.1 实验取样
    2.2 实验设备
        2.2.1 瓦斯压力吸附设备
        2.2.2 试验加载设备
    2.3 试验步骤
    2.4 含瓦斯煤体单轴压缩试验结果及分析
        2.4.1 不同加载速率下含瓦斯煤体的损伤破坏过程
        2.4.2 加载速率对含瓦斯煤体力学参数的影响
        2.4.3 加载速率对含瓦斯煤体破坏形式的影响
    2.5 本章小结
3 不同加载速率下含瓦斯煤体破坏的细观分析
    3.1 声发射的介绍
        3.1.1 声发射基本介绍
        3.1.2 声发射检测仪器的组成
        3.1.3 声发射特征参数分析
    3.2 含瓦斯煤体的应力-时间-振铃计数的关系分析
    3.3 含瓦斯煤体的应力-时间-累计振铃计数的关系分析
    3.4 含瓦斯煤体的应力-时间-能量关系分析
    3.5 含瓦斯煤体的应力-时间-累计能量关系分析
    3.6 小结
4 不同加载速率下含瓦斯煤体细观破坏的数值模拟
    4.1 RFPA2D- Gasflow数值模拟方法
    4.2 模型的建立
    4.3 加载速率对含瓦斯煤体损伤过程影响的数值模拟研究
    4.4 加载速率对含瓦斯煤体的声发射特性参数影响的数值模拟研究
        4.4.1 加载速率对瓦斯煤体声发射振铃计数和能量的影响
        4.4.2 加载速率对含瓦斯煤体的AE累计振铃计数和累计能量的影响
    4.5 小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 论文的不足与展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3748393