来源：期刊VIP网 时间：
作者：于岩斌;尼传文;崔文亭;臧杰;刘党辉;宋克志;
单位：山东科技大学省部共建矿山灾害预防控制国家重点实验室培育基地;山东科技大学安全与环境工程学院;中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院;新泰市煤炭行业管理中心;山东道昇能源科技有限公司;
摘要：研究煤的破坏过程对于理解其力学行为及渗透性能的变化至关重要。利用X射线计算机断层扫描(CT)技术,在单轴压缩条件下对煤岩进行原位扫描。结合数字岩心技术和数字体积相关法(Digital Volume Correlation, DVC),计算了煤岩的变形位移场与应变场,分析了裂隙的发育与演化规律,并揭示了煤岩损伤动态演化与渗透性能之间的响应关系。研究发现:在单轴荷载作用下,煤岩的破坏由轴向力与相邻裂隙的发育共同作用,导致内部既有裂隙发育,又有裂隙压密的现象;煤岩中的矿物质对裂隙发育有引导作用,且与矿物质的形状和分布密切相关。DVC分析表明,煤岩的破坏是一个动态演化过程,各区域在不同方向的变形差异积累导致破坏发生;位移场的矢量叠加揭示了煤基质在不同方向的变形,而应变场显示裂隙在轴向压缩下的横向扩展。加载过程中,煤岩孔裂隙的发育导致渗透性能不断提高,特别是在1 100N阶段,渗透率增加了149.35μm~2,损伤变量D_H的最大值为8.2%。此外,连通孔隙数和迂曲度τ与损伤变量成指数关系。研究结果可为理解煤岩破坏和渗透特性提供试验数据和理论支持。
关键词：CT;;DVC;;单轴压缩;;裂隙发育;;损伤变量;;渗透性
基金资助：国家自然科学基金资助项目(52074171,51934004);; 山东省自然科学基金优秀青年基金资助项目(ZR2023YQ047);; 山东省泰山学者工程专项经费资助项目(TS20190935,TSQN202408180);; 山东省高等学校青创科技计划创新团队资助项目(2021KJ010)
