首页 期刊 岩土力学 基于不同方向模量损失率的含瓦斯煤各向异性渗透模型 【正文】

基于不同方向模量损失率的含瓦斯煤各向异性渗透模型

作者:亓宪寅; 李家卓; 王威 长江大学岩土力学与工程研究中心; 湖北荆州434023; 安徽理工大学省部共建深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室(筹); 安徽淮南; 232001; 安徽理工大学能源与安全学院; 安徽淮南; 232001; 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点试验室; 湖北武汉430071
含瓦斯煤   弹性模量损失率   解吸附效应   渗透模型   各向异性  

摘要:煤是自然界中一种常见的沉积岩,它具有显著的各向异性特征。然而目前针对煤体渗透特性研究,多数学者为了简化问题,多假设煤体为各向同性材料,提出了相应的各向同性渗透模型。这类模型并不能完全反映含瓦斯煤气-固耦合真实工程和室内试验的实际情况。假设煤体为横观各向同性,推导出以不同方向模量损失率为关键参数的煤体各向异性渗透模型,在此基础上,推导出含瓦斯煤的气-固耦合控制方程,并植入Comsol计算平台,系统研究煤体各向异性对气体扩散和渗透的影响。理论和数值研究结果表明:不同方向的模量损失率 反映出煤体结构各向异性变化程度,若 不同,其煤体各方向渗透特性也不相同;煤体渗透率的改变主要受解吸附效应和有效应力作用双重影响, 反映了这两种效应对于渗透率的影响程度;单轴应变或位移控制边界条件下,水平方向的模量损失率 对于垂直方向的煤体渗透率改变量 的影响程度大于对水平方向的煤体渗透率改变量 的影响程度,垂直方向模量损失率 对 的影响则弱于对于 的影响。

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