采矿与安全工程学报 ›› 2023, Vol. 40 ›› Issue (2): 399-407.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2022.0095

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不同浸润时间和应力水平下煤(岩)蠕变损伤模型研究

张慧梅,王赋宇,李焕容,杨更社,申艳军,刘慧,路亚妮   

  1. 1. 西安科技大学理学院,陕西西安710054; 2. 西安科技大学建筑与土木工程学院,陕西西安710054; 3. 西安科技大学地质与环境学院,陕西西安710054; 4. 湖北工程学院土木工程学院,湖北孝感432000
  • 出版日期:2023-03-15 发布日期:2023-04-18
  • 通讯作者: 张慧梅,E-mail: zhanghuimei68@163.com Tel: 029-85583136
  • 作者简介:张慧梅(1968— ),女,山西省大同市人,教授,博士生导师,从事力学与岩土工程交叉领域的研究工作。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(12172280,42077274,41702339,41907259);陕西省自然科学基金重点项目(2020JZ-53)

Study on creep damage model of coal-rock under different infiltration time and stress level

  • Online:2023-03-15 Published:2023-04-18

摘要: 以煤(岩)为研究对象,开展水体浸润试验、电镜扫描试验、含水率试验、单轴压缩试验及分别加载蠕变试验,系统研究了应力水平和浸润时间对煤(岩)蠕变特性的影响;定义了基于宏观基准量的浸润损伤变量、基于蠕变时效性的应力损伤变量及耦合作用下的总损伤变量,表述了浸润-应力耦合效应对总损伤变量的影响规律;将总损伤变量引入流变基本元件中,将虎克体、凯尔文体、牛顿体及带有开关元件的损伤体串联描述煤(岩)蠕变全过程,建立了考虑浸润-应力耦合作用下煤(岩)非线性蠕变损伤本构模型,分析了浸润时间和应力水平对煤(岩)蠕变参数的影响规律。结果表明:煤(岩)总损伤演化途径反映了细观力学响应与宏观变形破坏特征的一致性,刻画出浸润与应力2种作用因素对煤(岩)总损伤扩展的非线性影响特征,为揭示浸水煤柱失稳破坏机制提供理论依据。

关键词: 煤(岩)蠕变, 浸润时间, 应力水平, 损伤变量, 试验研究

中图分类号: