循环载荷对煤体变形及渗透性影响实验研究

"循环载荷下煤体变形及渗透性变化特征实验研究" 本文是一篇行业研究，主要探讨了在循环载荷作用下煤体的力学变形及其渗透性变化的实验研究成果。作者通过自主研发的三轴应力渗流实验系统，对煤样在不同应力水平下的循环加载和卸载进行了测试，旨在理解煤体在疲劳破坏过程中的行为。 实验结果显示，应力应变曲线呈现出明显的滞回环特性，这个特征分为疏-密-疏三个阶段。随着水平应力的增加，循环次数显著减少，滞回环的形态也变得更加稀疏，这表明煤体在高应力下的稳定性下降，更容易受到破坏。此外，煤样的渗透率在循环过程中经历了“降低-稳定-加速升高”的三个阶段，整体呈现出“U”型曲线，且随着应力水平提高，曲线的趋势更接近于“V”型，这意味着在高应力下，煤体的渗透性变化更为剧烈。 煤体的力学变形与渗透性的变化之间存在紧密关联。在循环加载的过程中，煤样的渗透率变化趋势与应变累积量增速的变化趋势相吻合，两者均经历了“减速-稳定-加速”的过程。这种一致性揭示了煤体结构的破坏与渗透性之间的动态关系，即当煤体承受反复载荷时，其内部结构逐渐破坏，导致渗透性的先减小后增大，最终加速上升。 这些发现对于理解和预测矿井中的煤层气抽采以及煤矿安全具有重要意义。循环载荷可能导致煤体渗透性的突然变化，从而影响煤层气的逸出，可能引发瓦斯事故。因此，对煤体在循环载荷下的力学行为和渗透性变化的研究，对于制定有效的煤层气抽采策略和矿井安全预防措施至关重要。 该研究的成果也为未来在相似地质条件下进行的煤炭工程提供了理论依据和技术支持，有助于提升煤矿的安全性和经济效益。同时，对矿井地质灾害防治和围岩失稳与控制的教学与科研工作也有深远影响。 参考文献： 郭军杰，邹友平，程晓阳，等．循环载荷下煤体变形及渗透性变化特征实验研究［Ｊ］．煤炭工程，２０１９，５１（２）：８２－８６． 关键词：循环载荷；应力水平；渗透率；力学变形 中图分类号：TD712 文献标识码：A 文章编号：1671-0959（2019）02-0082-05