基于微裂紋演化的煤層底板損傷破裂與滲流演化過(guò)程數(shù)值模擬
本文關(guān)鍵詞: 微裂紋損傷 滲流 破裂演化 底板突水 出處:《采礦與安全工程學(xué)報(bào)》2015年06期 論文類型:期刊論文
【摘要】:基于巖石細(xì)觀尺度微裂紋擴(kuò)展演化的物理機(jī)制,將微裂紋損傷張量引入到經(jīng)典的Biot孔隙彈性理論中,推導(dǎo)了巖石細(xì)觀損傷演化與巖石宏觀力學(xué)性能及滲透特性之間的聯(lián)系,建立了基于微裂紋演化的巖石滲流-應(yīng)力-損傷耦合模型與控制方程。利用MATLAB軟件編程,將該耦合模型嵌入到COMSOL軟件中,實(shí)現(xiàn)了流-固耦合作用下巖石損傷破裂及滲流演化過(guò)程動(dòng)態(tài)模擬的數(shù)值程序。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行了承壓水體上采煤的數(shù)值模擬,系統(tǒng)研究了煤層開(kāi)采過(guò)程中底板裂隙損傷演化、破壞形態(tài)和滲流演化規(guī)律,深入揭示了煤層底板"滲流通道"形成及突水災(zāi)變的復(fù)雜演化過(guò)程和機(jī)理。
[Abstract]:Based on the physical mechanism of microcrack propagation and evolution in rock, the microcrack damage Zhang Liang is introduced into the classical Biot pore elasticity theory, and the relationship between the microcrack damage evolution and the macroscopic mechanical properties and permeability characteristics of rock is deduced. A rock seepage stress-damage coupling model and control equation based on microcrack evolution are established. The coupling model is embedded into COMSOL software by using MATLAB software. The numerical program for dynamic simulation of rock damage, fracture and seepage evolution process under fluid-solid coupling is realized. Based on this, the numerical simulation of coal mining in confined water is carried out, and the damage evolution of floor fissure during coal seam mining is systematically studied. The failure pattern and seepage evolution law reveal the complex evolution process and mechanism of "seepage passage" formation and sudden flood change in coal seam floor.
【作者單位】: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)深部巖土力學(xué)與地下工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】:國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973)項(xiàng)目(2014CB046905) 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51274191,51404245) 教育部博士點(diǎn)基金項(xiàng)目(20130095110018)
【分類號(hào)】:TD74
【參考文獻(xiàn)】
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【共引文獻(xiàn)】
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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】
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9 武強(qiáng),陳s顂,
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