中国安全科学学报

作者：李波波, 吴学海, 任崇鸿, 许江, 张尧, 高政

单位：1 贵州大学 矿业学院,贵州 贵阳 550025;；2 贵州大学 喀斯特地区优势矿产资源高效利用国家地方联合工程实验室,贵州 贵阳 550025;；3 贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室,贵州 贵阳 550025;；4 重庆大学 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室 重庆 400044

关键词：瓦斯气体,劣化-荷载,煤岩损伤,本构模型,黏聚力,Mohr-Coulomb准则

基金：国家自然科学基金资助(52064007,51804085,51911530203);贵州省科技计划项目(黔科合基础-ZK[2021]重点052)。

为有效预防煤矿瓦斯动力灾害,研究瓦斯气体对煤岩力学性质的劣化机制及煤岩损伤演化特征,以原煤试样为研究对象,利用含瓦斯煤热-流-固耦合三轴伺服渗流试验装置,开展不同瓦斯压力下煤岩三轴压缩试验;建立瓦斯气体劣化-荷载作用下煤岩损伤本构模型,通过试验结果验证该模型的合理性。结果表明:煤岩在塑性变形阶段前累计损伤几乎为0,峰后损伤程度迅速增大;随着瓦斯压力升高,煤岩峰值强度与弹性模量均降低,瓦斯气体作用后煤岩初始损伤量显著增加;煤岩黏聚力随瓦斯压力升高而呈线性降低,通过黏聚力与瓦斯压力的关系修正Mohr-Coulomb准则,可量化考虑瓦斯气体劣化后的煤岩应力应变关系;所建模型与试验结果吻合度较高,可反映不同瓦斯压力作用下煤岩损伤演化过程。

来源：2021年第7期

《中国安全科学学报》期刊编辑部

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