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作者：王波;马世纪;田志银;任永政;高翔宇;孙宏旭;季渤;于克祥;王军;黄万朋;
单位：华北科技学院应急管理与技术学院;中国矿业大学矿业工程学院;山东建筑大学土木工程学院;山东科技大学能源与矿业工程学院;
摘要：为研究不同应力状态下蠕变煤岩在开采扰动下的瓦斯渗流变化规律,采用自主研发的RRTS-IV型岩石蠕变扰动效应试验系统,开展三轴蠕变扰动渗流试验,基于扰动损伤影响下的Burgers蠕变模型和改进的加速蠕变元件,建立煤岩蠕变模型,并进一步推导应力-渗透率关系公式。试验结果表明:(1)瓦斯压力不变时,围压增大使渗透率降低,轴压超过应力阈值后渗透率迅速增大,该阈值介于稳定与加速蠕变阶段之间,低于长期强度;(2)围压不变时,随着初始瓦斯压力增大,煤样初始渗透率降低,此时应力对渗透率的影响弱于煤样的解吸、吸附对煤样内部膨胀变形的作用,但随着有效应力的增大,有效应力的作用将会占据主导作用;(3)静态应力不变时,持续扰动引起煤岩损伤并最终破坏,并经历减速蠕变、稳定蠕变、加速蠕变3个阶段,且静载应力水平影响初始蠕变状态及抗扰动能力;(4)基于蠕变扰动试验,将Burgers体模型与改进的加速蠕变模型元件串联,考虑扰动损伤,联立渗透率-应变关系,建立了一种包含损伤的应力-渗透率模型(蠕变模型),通过拟合数据对比R~2均在0.9以上,验证了模型的合理性。
关键词：动力灾害;;含瓦斯煤岩;;渗流性质;;扰动损伤;;蠕变模型
基金资助：国家自然科学基金资助项目(52274121);; 河北省自然科学基金资助项目(E2022508023);; 中央引导地方科技发展基金资助项目(226Z4101G)
