突出煤三轴蠕变特性及本构方程
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不同浸润时间下煤岩蠕变力学模型研究
张智敏
【期刊名称】《粉煤灰综合利用》
【年(卷),期】2024(38)2
【摘要】以煤岩为研究对象,进行不同浸润时间下的单轴压缩蠕变试验。
试验表明:煤岩在轴向应力加载瞬间,产生瞬时弹性应变,接着出现衰减、稳定蠕变,当加载应力高于长期强度时,表现出加速蠕变行为;通过等时应力-应变曲线求拐点的方式,确定
煤岩长期强度,随着浸润时间的增长而递减。
基于煤岩蠕变的黏弹塑性,确定基础蠕
变模型,利用考虑损伤的Hooke体描述煤岩瞬时弹性应变,分数阶黏滞体表征黏弹
性应变,分数阶黏塑性体反映黏塑性应变,构建一个新的改进后的煤岩蠕变力学模型。
结果表明:改进后模型对煤岩蠕变曲线具有良好模拟效果,能较为准确反映煤岩在不
同浸润时间下的蠕变力学行为。
【总页数】6页(P39-44)
【作者】张智敏
【作者单位】中铁一院集团陕西铁道工程勘察有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD315
【相关文献】
1.高填方碳酸盐岩块石地基蠕变特性及蠕变力学模型研究
2.不同瓦斯压力下煤岩三轴加载时蠕变规律及模型
3.含瓦斯煤岩三维蠕变特性及蠕变模型研究
4.不同含水率孔周煤岩体蠕变试验及蠕变模型研究
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常规三轴压力下含瓦斯煤蠕变-渗流演化规律李祥春;张良;赵艺良【期刊名称】《四川大学学报(工程科学版)》【年(卷),期】2018(050)004【摘要】在瓦斯抽采、煤层气开采及煤与瓦斯突出过程中,煤岩蠕变引起岩体变形会对瓦斯渗流产生影响.为研究含瓦斯煤蠕变-渗流的演化规律,得到蠕变-渗流的耦合关系,作者进行了不同瓦斯压力下分级加载轴压时煤体常规三轴蠕变-渗流试验.试验结果发现:轴向应变呈梯度增大,直至煤样破坏;期间,煤体内部瓦斯渗透率呈先减小后增大的趋势.这表明煤样蠕变过程中煤体内部孔隙或微裂隙发生了两次变化:前期蠕变过程中,孔隙或微裂隙压密,瓦斯流通受阻渗透率减小;当应变超过一定阈值时,煤体骨架发生变化,孔隙或微裂隙出现增生或扩展,瓦斯通道贯通渗透率增大.此外,由试验结果可知,煤岩发生失稳破坏时,必须具备应力超过长期强度、应变超过应变阈值两个条件.这一结论为煤岩失稳破坏提供了一条新的思路.进而,为进一步研究蠕变变形和渗透率的关系,基于Kozeny-Carman公式进行合理地假设及推导,得到应变与渗透率的数学关系式.最后,利用蠕变-渗流试验数据验证时,发现应变-渗透率公式能很好地反映蠕变-渗流过程中的耦合规律.结论能为应力场-裂隙场-渗流场耦合研究提供一定的参考价值.【总页数】8页(P55-62)【作者】李祥春;张良;赵艺良【作者单位】中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京 100083;煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京 100083;河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地,河南焦作 454000;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京 100083;煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京 100083;中国长江三峡集团有限公司移民工作局,北京 100038【正文语种】中文【中图分类】X936【相关文献】1.不同瓦斯压力下煤岩三轴加载时蠕变规律及模型 [J], 李祥春;张良;李忠备;蒋颖;聂百胜;赵艺良;杨春丽2.常规三轴压力下含瓦斯煤蠕变–渗流演化规律 [J], 李祥春;张良;赵艺良;;;;;;3.三轴压缩蠕变条件下煤岩裂隙演化规律试验研究 [J], 魏国营; 王泽华; 贾天让4.常规三轴条件下含瓦斯水合物煤体的强度特性 [J], 高霞;孟伟;张保勇5.含瓦斯煤岩三维蠕变特性及蠕变模型研究 [J], 尹光志;王登科;张东明;魏作安因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
三轴压缩条件下煤岩力学特性及破坏模式任非【摘要】为探究三轴应力环境下某矿区煤样的力学特性及破坏模式,设置围压梯度为0.2、0.4、0.8、1.1、2.0、3.0 MPa,采用电-液伺服试验系统开展室内三轴试验;对试验数据拟合分析,建立峰值抗压强度、弹性模量与围压关系表达式;对煤样破坏特征分析,讨论施加围压大小对煤样试件不同破坏模式的影响程度.结果表明:峰值抗压强度和弹性模量随围压增大呈递增趋势;且峰值抗压强度和弹性模量的增幅随围压增大呈现出先增大后减小的变化规律;峰值抗压强度与围压呈对数函数分布规律;而弹性模量随围压增大呈指数函数形式递增.随着围压增大,煤样破坏形式可能表现为拉伸-拉剪(拉伸主导)-拉剪(剪切主导)-剪切的破坏模式.%In order to investigate the mechanical properties and failure modes of coal samples from a coal mine under triaxial compression environment,setting up confining pressure gradient of 0.2,0.4,0.8,1.1,2.0 and 3.0 MPa,the electro-hydraulic servo testing system is used to carry out the triaxial test;fitting analysis for test data,the expression about relationship of peak compressive strength,elastic modulus and confining pressure is established;failure characteristics of coal samples are analyzed,the impact of applying confining pressure on coal samples with different failure modes is discussed.The results show that:the peak compressive strength and elastic modulus increase with the confining pressure,and the variation of peak compressive strength and elastic modulus increases first and then decreases with the increasing of confining pressure;the peak strength and confining pressure present a logarithmic distribution law;while the elasticmodulus increases exponentially with the increase of confining pressure;with the increase of confining pressure,the failure modes of coal samples may be the tensile-shear (tensile dominated)-shear failure mode.【期刊名称】《煤矿安全》【年(卷),期】2018(049)001【总页数】4页(P37-39,43)【关键词】三轴试验;煤样;弹性模量;定量表征;破坏模式【作者】任非【作者单位】三门峡职业技术学院,河南三门峡472000【正文语种】中文【中图分类】TD315掌握煤岩体的力学参数是设计安全高效采煤技术的重要前提。
拉剪应力条件下煤样起裂、蠕变特性的数值模拟彭瑞;欧阳振华;刘金海;赵启峰;朱建明;秦洪岩;赵希栋;朱权洁;郑赟【摘要】为了掌握拉剪应力条件下煤样的起裂特征和蠕变特性,运用数值模拟软件FLAC3D,模拟巴西圆盘煤样的拉剪应力状态.通过分析煤样的塑性区分布、总应变、剪应变、剪切变形、剪切应力等参数,研究了煤样起裂状态,获得了不同应力水平下煤样的蠕变特征参数及蠕变云图.【期刊名称】《华北科技学院学报》【年(卷),期】2018(015)003【总页数】5页(P40-44)【关键词】拉剪条件;煤样;起裂状态;蠕变特征【作者】彭瑞;欧阳振华;刘金海;赵启峰;朱建明;秦洪岩;赵希栋;朱权洁;郑赟【作者单位】华北科技学院深部动力灾害防控研究所,北京东燕郊 065201;华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊 065201;华北科技学院深部动力灾害防控研究所,北京东燕郊 065201;华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊 065201;华北科技学院深部动力灾害防控研究所,北京东燕郊 065201;华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊 065201;华北科技学院深部动力灾害防控研究所,北京东燕郊065201;华北科技学院深部动力灾害防控研究所,北京东燕郊 065201;华北科技学院深部动力灾害防控研究所,北京东燕郊 065201;华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊 065201;华北科技学院深部动力灾害防控研究所,北京东燕郊 065201;华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊 065201;华北科技学院深部动力灾害防控研究所,北京东燕郊 065201;华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊 065201;华北科技学院深部动力灾害防控研究所,北京东燕郊 065201【正文语种】中文【中图分类】TD3130 引言深部煤岩动力灾害发生过程,往往是经历煤岩起裂阶段,接着是蠕变孕育阶段,最后是冲击地压现象发生阶段[1-3]。
那么诱导煤样的起裂、蠕变现象的机理,就是采场围岩稳定性主导因素[4-6]。
基于三轴蠕变试验砂岩非线性蠕变模型研究朱昌星;黄增慧;韩宪军【摘要】针对观音堂煤矿2506工作面顶板坚硬砂岩三轴蠕变试验结果,引入能反映蠕变加速阶段的多项式元件,通过其与鲍埃丁模型串联,建立了新的坚硬砂岩非线性黏弹塑性蠕变模型,它能用统一数学表达式描述轴向、横向蠕变全过程.利用砂岩15 MPa围压下轴向分级加载蠕变试验数据,对建立的蠕变模型进行参数反演,获得了该模型蠕变参数.通过对砂岩三轴蠕变试验曲线拟合,验证了本文提出非线性蠕变模型的正确性及合理性.【期刊名称】《河南理工大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2015(034)004【总页数】4页(P468-471)【关键词】砂岩;蠕变;多项式元件;非线性蠕变模型;参数反演【作者】朱昌星;黄增慧;韩宪军【作者单位】河南理工大学深部矿井建设重点实验室,河南焦作454000;河南理工大学土木工程学院,河南焦作454000;山西沙曲煤矿,山西柳林033300;河南理工大学深部矿井建设重点实验室,河南焦作454000;河南理工大学土木工程学院,河南焦作454000【正文语种】中文【中图分类】TD872+9E-mail:***********.cn随着矿井开采深度不断增加,许多矿井都先后进入千米以下,部分硬岩巷道呈现出不同程度蠕变特征,如巷道大变形等,严重影响矿井安全生产。
软岩由于具有明显的蠕变特性,其研究成果颇多[1-3]。
在软岩蠕变模型研究成果中,元件蠕变模型由于概念简单、易编程,一直深受科研人员青睐,但传统的线性蠕变元件模型无法解释蠕变加速破坏,需引入非线性蠕变元件或损伤变量描述[4-6]。
坚硬岩石在矿井深部开挖中表现出明显蠕变现象,这引起科研人员兴趣,如姜兴东等对砂岩单轴蠕变进行研究时发现,当加载应力远小于屈服应力时,曲线只出现初始蠕变、等速蠕变阶段,试件没有破坏;当加载应力大于或小于但接近于屈服应力时,曲线出现蠕变三阶段,且加速蠕变过程中轴向方向出现3条裂纹,且裂纹相互扩展贯通,最终破坏,这说明加速蠕变应力门槛是岩石产生极非稳定型蠕变的一个临界值[8]。
《三轴应力及气体吸附长期作用下焦煤渗流与力学特性研究》篇一一、引言随着煤炭资源的不断开采与利用,焦煤作为重要的能源和化工原料,其开采与使用过程中的渗流与力学特性问题愈发引起人们的关注。
尤其是在三轴应力及气体吸附长期作用的影响下,焦煤的渗流特性和力学响应具有极其重要的研究价值。
本文将重点研究三轴应力及气体吸附对焦煤渗流和力学特性的影响,旨在为实际开采与使用提供理论支持与指导。
二、三轴应力对焦煤渗流特性的影响三轴应力是指物质在三个方向上受到的应力作用。
在长期的地质环境中,三轴应力对焦煤的渗流特性具有显著影响。
首先,三轴应力能够改变焦煤的孔隙结构,使得孔隙的大小、形状和连通性发生变化。
这种变化直接影响着焦煤的渗透性能,导致渗流速度和渗流路径的变化。
具体而言,三轴应力的增加会使焦煤的孔隙逐渐被压缩,孔隙率降低,从而降低焦煤的渗透性。
而当三轴应力达到一定程度时,焦煤的孔隙结构可能发生破裂或变形,导致渗流通道的改变,进一步影响焦煤的渗流特性。
此外,三轴应力作用下,焦煤的弹性模量和剪切模量等力学参数也会发生变化,进一步影响其渗流特性。
三、气体吸附对焦煤渗流特性的影响气体吸附是焦煤中气体分子与孔隙表面相互作用的过程。
在长期的地质环境中,气体吸附对焦煤的渗流特性也具有重要影响。
气体分子在焦煤孔隙表面的吸附会改变孔隙的形状和大小,从而影响焦煤的渗透性能。
此外,气体吸附还会改变焦煤的物理性质和化学性质,如表面张力、润湿性等,进一步影响其渗流特性。
具体而言,当气体分子在焦煤孔隙表面吸附时,会形成一层薄的气膜或液膜,从而降低孔隙的有效尺寸,使得焦煤的渗透性降低。
同时,气体吸附还可能导致焦煤发生吸附膨胀现象,使得其整体体积增加。
此外,某些情况下,气体的解吸也会导致孔隙结构和渗透性能的恢复或改变。
四、三轴应力与气体吸附共同作用下的焦煤力学特性研究在三轴应力和气体吸附共同作用下,焦煤的力学特性会发生更加复杂的响应。
由于三轴应力的存在和变化对气体在焦煤中的吸附、解吸以及迁移产生影响;而气体的存在和变化也会对三轴应力的传递和分布产生影响。
采动煤体蠕变失稳研究郭军杰;张瑞林【摘要】为了研究瓦斯涌出导致采动煤体蠕变失稳的问题,应用非线性模型理论和线性叠加原理,建立动载荷条件下的非线性蠕变方程来模拟含瓦斯煤体失稳过程.结果显示:蠕变方程能够很好的描述瓦斯涌出过程中含瓦斯煤体蠕变失稳过程;地应力是含瓦斯煤体失稳的第1因素,而瓦斯涌出将导致煤体失稳并加速失稳过程;屈服应力是预警煤与瓦斯突出关键参数.【期刊名称】《煤矿安全》【年(卷),期】2018(049)005【总页数】4页(P27-30)【关键词】含瓦斯煤体;非线性本构模型;蠕变特性;线性叠加原理;煤与瓦斯突出【作者】郭军杰;张瑞林【作者单位】河南工程学院安全工程学院,河南郑州451191;河南理工大学深井瓦斯抽采与围岩控制技术国家地方联合工程实验室,河南焦作454003;河南工程学院安全工程学院,河南郑州451191【正文语种】中文【中图分类】TD712在煤炭开采和其他涉煤岩土工程中,由于开挖导致瓦斯灾害多不胜数,尤其是煤与瓦斯突出突出灾害,造成大量的人员伤亡和财产损失。
煤岩失稳与加载应力大小及时间有着密切的关系。
由于瓦斯渗流作用,开挖煤体受载应力处于动态变化之中,对煤岩的失稳具有重要的影响。
因此,研究瓦斯涌出对开挖煤体失稳的影响,对于瓦斯灾害的防治具有一定指导意义。
目前,国内外对煤岩流变模型的研究有很多。
基于静载荷条件下理想线性元件组合,构建了煤岩的本构方程和蠕变方程[1-3]。
基于煤岩流变的非牛顿流体特性,构建了煤岩的静载荷条件下非线性本构方程和蠕变方程[4-9]。
以非线性模型理论和遗传理论为基础,构建了动载荷条件下非线性本构方程和蠕变方程[10-14]。
虽然对煤岩蠕变失稳的研究成果很多,但没有考虑瓦斯涌出对煤体失稳的影响,有必要进行相应研究。
为此,基于非线性蠕变力学模型和线性叠加原理,建立动载荷非线性本构方程和蠕变方程,并进行试验验证。
研究采动后煤体蠕变特性和失稳,对预警煤与瓦斯突出、冒顶片帮等矿井灾害有一定的参考意义。
煤岩不同应力水平的蠕变及破坏特性赵斌;王芝银;伍锦鹏【摘要】对韩城地区3#和5#煤岩在9 MPa围压下进行三轴蠕变试验,通过分级加载试验获取不同应力水平下煤岩的蠕变曲线.建立不同应力水平下煤岩的蠕变本构方程,并根据试验数据进行参数识别.结果表明:当3#和5#煤岩样的轴向应力分别小于其瞬时抗压强度的60%、40%时,蠕变曲线仅包含瞬时变形阶段、衰减蠕变阶段和等速蠕变阶段,在等速蠕变阶段应变速率几乎为零;当3#和5#煤岩样的轴向应力分别介于其瞬时抗压强度的60%~80%、40%~80%时,等速蠕变阶段的应变速率近似为一常值;而当3#及5#煤岩样的轴向应力均为其瞬时抗压强度的80%以上,蠕变试验曲线分别表现出蠕变脆性破坏特性和蠕变韧-脆性破坏特性.【期刊名称】《中国石油大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2013(037)004【总页数】5页(P140-144)【关键词】煤岩;三轴蠕变试验;本构方程【作者】赵斌;王芝银;伍锦鹏【作者单位】中国石油大学城市油气输配技术北京市重点实验室,北京102249;中国石油大学城市油气输配技术北京市重点实验室,北京102249;中国石油大学城市油气输配技术北京市重点实验室,北京102249【正文语种】中文【中图分类】TU451煤层气井的排采是一个长期的过程,储层煤岩的蠕变特性会对煤层气井的稳定性以及储层的物理性质造成影响,进而影响煤层气的排采。
对煤岩或其他材料的蠕变特性,国内外学者进行了诸多研究。
通过蠕变试验,明确岩石的蠕变规律并测定蠕变参数,进而确定岩石蠕变模型是煤岩蠕变特性研究的一般方法[1-4],也可以基于流变理论,导出岩石与其他材料的蠕变方程[5-7],再通过试验确定其中的参数并验证其正确性。
三轴压缩蠕变试验中岩石试件的轴向应变或轴向应变率受到蠕变应力与围压的影响[8-10]。
一般地,岩石的蠕变过程可分为初始蠕变、稳态蠕变与加速蠕变3个阶段,脆性岩石的蠕变过程可分为初始蠕变、延迟弹性蠕变、塑性蠕变与脆性蠕变[11]。
不同瓦斯压力下煤岩三轴加载时蠕变规律及模型李祥春;张良;李忠备;蒋颖;聂百胜;赵艺良;杨春丽【摘要】岩石蠕变模型众多,其适用性及优缺点亟待总结,而且低瓦斯压力与煤岩蠕变间的关系尚不确定,为此,进行了低瓦斯压力下分级加载轴压时型煤蠕变实验.结果发现,随着瓦斯压力增大,型煤轴向应变增大,说明煤岩蠕变与瓦斯压力呈正相关.利用实验数据检验常见蠕变模型时发现经验函数(幂函数、指数函数、多项式等)均存在缺陷,只能拟合衰减蠕变或非衰减蠕变中的一种;Burgers模型及其改进模型均存在不足,西原模型不适用于非衰减蠕变,西原加速模型适用于砂岩,用于拟合煤岩非衰减蠕变时存在滞后性.经过优化后得到改进的西原加速模型,经证明其可靠性强.另外,提出了蠕变拐点的观点,岩石发生非衰减蠕变是蠕变曲线上至少存在1个蠕变拐点的充要条件.这不仅完善了蠕变的数学理论,而且能为预防岩石失稳破坏等工程实践提供借鉴.%There are too many creep models at present,but none has summarised these models' applicability,advantages and disadvantages yet.Also,the relation between coal rock creep and low gas pressure is unclear.Therefore,the creep test of coal rock under different gas pressures at triaxial stress was carried out to study the influence of gas on creep,and the applicability of various common creep models.The results show that the larger the gas pressure is,the greater the axial strain of coal and rock.The coal creep is positively correlated with the gas pressure.Then,the experimental data were used to test these common creep models.It was found that the empirical equations,such as the power function,exponential function and polynomial function,can only fit one of the decay or non-decaying creep.The Nishihara model cannot fit the non-decayingcreep,and the Burgers model and its improved model has a few defects in fitting the decay and non-decaying creep curves.The Nishihara acceleration model has hysteresis,when it is used to fit the non-decaying creep of coal rock.And the Nishihara acceleration model is suitable for sandstone creep but not for coal rock creep.In this paper,the Nishihara acceleration model was improved.It is concluded that the improved Nishihara acceleration model can better describe the creep of coal rock.In addition,the theory of creep inflection point was presented.The creep curve at least has one creep inflection point,which is the necessary and sufficient condition for the non-decaying creep of rock.It not only enhances the theory of acceleration creep,but also has some guiding significance to prevent rock steady failure and other engineering practices.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2018(043)002【总页数】10页(P473-482)【关键词】蠕变模型;瓦斯压力;改进的西原加速模型;蠕变拐点【作者】李祥春;张良;李忠备;蒋颖;聂百胜;赵艺良;杨春丽【作者单位】中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京100083;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京100083;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京100083;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;北京市劳动保护科学研究所职业危害控制技术中心,北京100054【正文语种】中文【中图分类】TD315蠕变不仅对煤与瓦斯突出、冲击地压、顶板塌陷等矿井煤岩动力灾害具有十分重要的作用[1],而且对巷道围岩稳定性也具有显著影响[2]。
水泥加固粉煤灰围岩三轴蠕变试验研究
于亚军;余江波;杨尚川
【期刊名称】《河南科学》
【年(卷),期】2024(42)1
【摘要】隧道围岩的蠕变变形关系着其长期安全运营.为保证隧道围岩开挖后的蠕变稳定性,开挖前需使用水泥搅拌桩对粉煤灰软弱地层进行超前加固处理.但目前有关粉煤灰水泥土蠕变特性的研究较为缺乏.采用FLAC3D模拟隧道开挖得到围岩应力状态,基于此对加固后的粉煤灰水泥土围岩,进行室内三轴蠕变试验以研究围岩的蠕变特性.试验结果表明:偏应力载荷作用下,水泥加固后试样与重塑试样蠕变过程具有明显的差异性,加固后试样稳定蠕变阶段速率小于重塑试样,且加固后试样蠕变应变较小,最大可降低96.6%;此外,当偏应力超过试样的长期强度时,重塑试样提前进入蠕变加速阶段,而隧道围岩在经过水泥加固后,隧道各位置围岩的蠕变量同比减小70.2%以上.隧道围岩所受荷载与其长期强度之间的大小关系,决定了围岩的蠕变状态.
【总页数】7页(P48-54)
【作者】于亚军;余江波;杨尚川
【作者单位】四川公路桥梁建设集团有限公司公路三分公司;西南交通大学交通隧道教育部重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】U452.2
【相关文献】
1.水泥土三轴蠕变特性试验研究
2.隧道围岩非等卸荷量三轴蠕变试验研究
3.冻融砂岩的三轴蠕变试验及非线性蠕变模型研究
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含瓦斯煤岩三维蠕变特性及蠕变模型研究尹光志;王登科;张东明;魏作安【期刊名称】《岩石力学与工程学报》【年(卷),期】2008(0)S1【摘要】研究含瓦斯煤岩的三维蠕变特性是理解煤与瓦斯突出孕育过程中瓦斯和煤岩相互作用关系的重要方面,而目前含瓦斯煤岩三维蠕变特性的研究很少,因此需要进一步深入研究含瓦斯煤岩的三维蠕变特性。
基于这一认识,采用自行研制的含瓦斯煤岩蠕变实验装置,对取自重庆松藻煤矿的煤样进行含瓦斯煤岩三轴蠕变试验。
研究结果表明,含瓦斯煤岩的三轴蠕变特性具有明显的蠕变规律。
在含瓦斯煤岩三维蠕变特性的基础上,通过改进西原模型的参数,建立改进的西原模型,由此推导出含瓦斯煤岩三维应力状态下的蠕变方程,并通过拟合得到蠕变方程中的各个参数。
利用含瓦斯煤岩的蠕变试验结果,对三维蠕变方程进行验证,发现理论结果与试验数据有着很好的一致性。
研究结果表明,由改进的西原模型推导出的含瓦斯煤岩三维蠕变方程能真实反映含瓦斯煤岩的蠕变特性。
【总页数】6页(P2631-2636)【关键词】岩石力学;含瓦斯煤岩;蠕变特性;三维蠕变模型【作者】尹光志;王登科;张东明;魏作安【作者单位】重庆大学资源及环境科学学院【正文语种】中文【中图分类】TD712【相关文献】1.含瓦斯煤岩蠕变渗流耦合试验研究 [J], 蔡永乐;杨小彬;陶振翔;李全中2.含瓦斯煤卸围压蠕变试验及其理论模型研究 [J], 尹光志;王浩;张东明3.含瓦斯煤岩蠕变模型理论研究 [J], 牛耀汉;高莲凤4.含瓦斯煤岩蠕变试验与理论模型研究 [J], 李春永;陶振翔;杨小彬因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
三轴岩体的蠕变本构关系
岩石在常温常压下呈现固体状态,但在实际工程中,岩石受到长时间
或高应变速率的加荷作用下会发生蠕变现象,对工程安全产生较大影响。
因此了解岩体蠕变本构关系以及准确地预测蠕变特性对岩石力学
的研究具有重要意义。
三轴岩石蠕变本构关系的建立需要进行一系列的蠕变试验。
常用的试
验方法有恒定应力试验、恒定应变试验和恒定应变速率试验等。
在试
验中可以通过测量岩石的应变变化和应力变化,进而建立岩石的蠕变
本构方程。
三轴试验中,将岩体完全包裹在密封的荷载室内,通过施加原位固应
力或在荷载前先对荷载室达到设定压力的方式,使岩体受到水平应力、垂直应力和轴向应力的作用。
在等震蠕变的过程中,记录功率控制器
输出的荷载时间曲线,测定岩体的应变变化情况,并用相关仪器测定
荷载应力、裂隙压力和环向蠕变量等信息,确定岩体的蠕变特性。
三轴岩石的蠕变本构关系一般采用Kelvin模型、Burger模型和Maxwell模型等来描述。
其中,Kelvin模型是由弹簧和粘滞阻力组成
的串联模型,适用于长时间蠕变过程,而Burger模型主要由弹簧和粘滞阻尼运动组成的并联模型,适用于短时间蠕变过程。
Maxwell模型
则是由包括弹簧和阻尼器的串联模型组成,适用于长时间和短时间蠕变过程。
在选择不同的本构模型进行建立时,应该考虑实际应用场景和蠕变过程的特性。
总之,三轴岩体的蠕变本构关系是岩石力学研究的重要方向,其建立需要进行相应的试验,通过建立合适的本构模型,可以准确地预测岩石蠕变特性,为工程安全提供保障。
三轴岩体的蠕变本构关系1. 引言三轴岩体的蠕变本构关系是岩石力学中重要的研究内容之一。
岩石具有蠕变现象,即在长时间内受到固定应力条件下的变形,而不产生破坏。
了解岩石的蠕变本构关系,可以帮助工程师和地质学家更好地预测和评估岩体的稳定性,并制定相应的工程措施。
本文将就三轴岩体的蠕变本构关系进行详细的讨论。
首先介绍蠕变现象的基本概念和原因,接着分析三轴应力条件下岩石的蠕变本构模型,最后讨论与蠕变有关的实际工程应用。
2. 蠕变现象的基本概念和原因蠕变是指岩石在持续应力作用下,在一段时间内发生的不可逆的塑性变形。
岩石的蠕变是由于岩石中的微观结构、岩层应力和温度等因素的相互作用导致的。
蠕变的主要特点是时间依赖性、应力依赖性和温度依赖性。
蠕变现象的原因可以归结为以下几个方面:1.微观滑移:岩石中的矿物粒子在应力作用下沿着晶格面发生滑动,导致岩石的塑性变形。
2.变形机制的改变:随着应力的增大,在岩石中可能会发生相变或应力纵横比例的改变,使岩石的变形机制从弹性变形转变为塑性变形。
3.微观裂隙闭合:岩石中存在许多微观裂隙,应力的作用可以导致裂隙的闭合,从而使得岩石的整体体积减小。
4.岩石中的流变作用:一些岩石中含有流体,流体的粘滞性和岩石的变形有关,从而影响了岩石的蠕变行为。
3. 三轴条件下的蠕变本构模型三轴岩体的蠕变本构模型是研究岩石蠕变行为的基础。
常用的蠕变本构模型有路易斯、布钦斯基、本特耳和马尔钦科夫等模型。
以下将简要介绍本特耳模型。
本特耳模型是岩石蠕变本构模型中的一种经典模型,它基于弹塑性理论和线性粘弹性理论,并考虑了时间、应力和温度对岩石蠕变的影响。
本特耳模型可以用下面的方程表示:ϵ̇ij=σij−A ijσkk2η+B ijklσ̇kl在上述方程中,ϵ̇i j表示应变速率,σij表示应力,η表示粘性系数,A ij和B ijkl分别表示本特耳模型的参数。
本特耳模型考虑了岩石在不同应力状态下的不同时变特性,并且可以根据实际的蠕变试验数据来确定参数。
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。