滲透壓—應力耦合作用下煤體常規(guī)三軸試驗的顆粒流模擬
本文選題:滲透壓-應力耦合 + 常規(guī)三軸試驗; 參考:《巖土力學》2016年S1期
【摘要】:為了研究在滲透壓-應力耦合作用下圍壓和瓦斯壓力對煤體變形破壞規(guī)律的影響,借助PFC2D軟件進行了340組抗壓及抗拉試驗模擬,建立了煤體宏觀力學參數(shù)與細觀參數(shù)之間的關系。利用平行黏結模型和推導得出的細觀參數(shù),對煤體進行了不同圍壓和瓦斯壓力條件下常規(guī)三軸試驗的顆粒流模擬,并將模擬結果與物理試驗結果進行對比及誤差分析,對煤體宏觀力學參數(shù)的變化規(guī)律進行了總結。分析結果表明,經過推導得到的宏細觀參數(shù)關系,可以控制模擬結果的誤差在10%之內,能較好地模擬煤體的力學特征;圍壓增大時,煤體的抗壓強度、殘余強度及彈性模量呈增大趨勢,泊松比以及煤體的破裂角度變小,與物理試驗所得圍壓對煤體的剛度和強度起增強作用的結論一致;瓦斯壓力的升高會導致煤體抗壓強度,殘余強度及彈性模量減小,泊松比以及煤體破裂角度變大,驗證了物理試驗中瓦斯壓力對煤體強度具有劣化作用的結論。
[Abstract]:In order to study the influence of confining pressure and gas pressure on the deformation and failure law of coal body under the coupling of osmotic pressure and stress, 340 groups of compressive and tensile tests were simulated with PFC2D software.The relationship between macroscopic mechanical parameters and mesoscopic parameters of coal is established.The particle flow simulation of conventional triaxial test under different confining pressure and gas pressure is carried out by using the parallel bonding model and the derived mesoscopic parameters. The simulation results are compared with the physical test results and the errors are analyzed.The variation law of macroscopic mechanical parameters of coal body is summarized.The analysis results show that the error of simulation results can be controlled within 10%, and the mechanical characteristics of coal body can be well simulated, and the compressive strength of coal body can be improved with the increase of confining pressure.The residual strength and modulus of elasticity increase, the Poisson's ratio and the fracture angle of coal become smaller, which is consistent with the conclusion that confining pressure can enhance the stiffness and strength of coal, and the increase of gas pressure will lead to the compressive strength of coal.The residual strength and modulus of elasticity decrease, the Poisson's ratio and the fracture angle of coal body become larger, which verifies the conclusion that the gas pressure has the effect of deterioration on the strength of coal body in physical test.
【作者單位】: 山東科技大學礦山災害預防控制—省部共建國家重點實驗室培育基地;山東科技大學礦業(yè)與安全工程學院;
【基金】:國家自然科學基金(No.51304128,No.51304237) 山東省自然科學基金(No.ZR2013EEQ015) 高等學校博士學科點專項科研基金(No.20133718120013) 山東科技大學人才引進科研啟動基金(No.2013RCJJ049)~~
【分類號】:TD712
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3 周s,
本文編號:1734757
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