水力耦合作用下煤岩物理力学特性研究

发布时间：2018-04-20 19:05

本文选题：煤岩 + 浸水　；参考：《西安科技大学》2017年硕士论文

【摘要】：采矿工程中煤岩体总是处在一定的地质环境中,由于地质赋存条件复杂,使得煤岩体同时受到水、荷载等多种因素的影响。目前针对单因素影响煤岩强度问题的研究较多,对多因素耦合作用下的研究相对较少,因此对水力耦合作用下煤岩力学特性研究具有重要的理论和工程实用价值。本文以凉水井煤矿原煤的浸润试验和单轴压缩试验为基础,得到了煤岩的主要物理力学参数,采用试验分析与损伤力学理论相结合的方法,较为系统地研究了煤岩在不同浸润时间和荷载作用下的力学特性以及损伤演化规律。将原煤加工成标准试件,通过纵波波速将试件分为6组,将煤岩试件浸入水中,针对不同浸润时间(0天、10天、20天、30天、40天、50天)下的试件进行单轴压缩试验,分析试件质量、弹性模量、峰值应力、峰值应变、纵波波速随着浸润时间的变化规律。分别采用Weibull和Poisson分布描述煤岩微元强度的随机特性,建立煤岩的损伤模型,通过试验数据验证了模型的合理性,并对比分析了两种不同随机分布的损伤模型在描述煤岩损伤弱化过程中的差异。通过水力耦合作用下煤岩的试验数据,验证了理论模型的正确性,结果表明试验数据与理论模型较为相符,可以为实际工程提供一定的借鉴。对煤岩水力耦合作用损伤本构模型进行了修正,修正后的模型能够较好地反映煤岩应力应变曲线峰后段的变化情况,更精准的描述了煤岩峰后段的应力应变关系;分析了修正系数对煤岩损伤特性及应力应变曲线的影响规律,讨论了模型参数的物理意义。利用试验数据对煤岩修正损伤本构模型进行了验证,结果表明,选择恰当的修正系数,可以较好的反应煤岩峰后段的力学特性。
[Abstract]:In this paper , the mechanical properties and damage evolution of coal rock under different infiltration time and load are studied by using Weibull and Poisson distribution . The results show that the experimental data is consistent with the theory model , and the physical meaning of the model parameters is discussed .

【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TD313

【参考文献】