基于渗流实验的三轴流固耦合离散元数值模拟研究

论文摘要

卸压开采覆岩的应力场、裂隙场及渗流场耦合特性直接影响卸压瓦斯的运移特征。本文根据弹性煤样及贯穿裂隙煤样的应力渗流实验数据,结合渗流立方定律提出了数值模型中裂隙煤岩体流固耦合参数的选取方法,建立了三轴加载流固耦合数值模型。在此基础上模拟分析了单轴及三轴加载过程中煤样应力、裂隙及渗流的耦合特性。模拟结果表明:煤样渗透率随着轴向应变的升高呈S形变化,在煤样内部裂隙产生前随着轴压的增加而逐渐减小;煤样内部裂隙的产生及扩张使得渗透率开始升高,且裂隙扩张速度越快渗透率升高幅度越大;围压的升高使得煤样内部裂隙产生及扩展速度减缓,致使渗透率降低阶段延长,煤样初始渗透率及屈服后的渗透率逐渐减小。

论文目录

• 1 贯穿裂隙煤样的制作
• 2 离散元数值模拟方法
•   2.1 流固耦合模拟原理
•   2.2 数值模型节理参数的选取
•   2.3 模型参数选取验证
• 3 实验室三轴流固耦合模拟分析
•   3.1 模型建立及参数确定
•   3.2 三轴流固耦合计算方法
•   3.3 三轴流固耦合计算结果分析
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张村,屠世浩,赵毅鑫,王伟,何祥

关键词: 数值模拟,渗流特征,应力敏感性,实验室实测,贯穿裂隙

来源: 矿业科学学报 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 矿业工程,安全科学与灾害防治

单位: 共伴生能源精准开采北京市重点实验室,中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,煤炭资源与安全开采国家重点实验室,中国矿业大学矿业工程学院

基金: 国家重点研发计划(2016YFC0801401),北京市自然科学基金(8184082),中央高校基本科研业务费专项资金(2018QZ01),中国矿业大学(北京)越琦杰出学者奖励计划

分类号: TD712

DOI: 10.19606/j.cnki.jmst.2019.01.004

页码: 23-33

总页数: 11

文件大小: 3244K

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