深部开采条件下煤岩力学性质与有限变形研究：温度、围压和瓦斯压力的影响

"这篇论文详细探讨了在温度、围压和瓦斯压力共同作用下煤岩的力学性质及其有限变形行为。随着煤炭开采向深部发展，这些环境因素对煤岩力学性能的影响变得至关重要。作者进行了正交实验，研究了三个参数对煤岩弹性模量、峰值应力和泊松比的影响，结果显示温度和围压的影响显著性高达95%，而瓦斯压力的影响显著性分别为95%（弹性模量和峰值应力）和90%（泊松比）。此外，煤岩的强度、模量和泊松比随这些参数的变化呈现线性趋势。利用有限变形理论，他们引入了平均整旋角这一指标来描述煤岩的非线性变形，分析了其在破坏过程中的演化规律，揭示了煤岩的压密、弹性、屈服破坏三个阶段。切线模量随平均整旋角的变化则反映了煤岩从刚性到脆塑性的转变过程。最后，作者构建了一个考虑温度、围压和瓦斯压力的有限变形本构方程，通过实验数据验证，该模型能有效地模拟煤岩的整个变形破坏过程。此研究为深部开采条件下煤岩力学行为的理解提供了理论支持。" 这篇学术论文专注于深部开采环境中煤岩力学性质的研究，尤其是温度、围压和瓦斯压力这三个关键因素如何影响煤岩的力学性能。通过正交实验设计，作者深入分析了这些因素对煤岩弹性模量、峰值应力和泊松比的影响，发现它们对煤岩性质有显著影响。进一步，他们提出平均整旋角的概念，这是一个用于描述煤岩非线性变形的指标，能够揭示煤岩在不同阶段的力学行为变化。利用这个指标，他们分析了煤岩在应力应变过程中的演化规律，区分了压密、弹性、屈服破坏三个阶段，并通过切线模量的变化展示了煤岩的力学状态转变。最后，建立的有限变形本构方程考虑了所有这些影响因素，能够全面地描述煤岩在复杂条件下的大变形行为。这项工作对于理解和预测深部开采时煤岩的行为，以及确保开采安全具有重要意义。