10.3969/j.issn.2095-2783.2023.01.009
单轴应力下煤裂隙演化规律及数学表征
为了探究单轴应力加载过程中煤的天然裂隙结构演化规律及数学表征方法,基于计算机断层(computed tomography,CT)扫描试验,重构了能准确描述天然裂隙结构的三维数值模型,开展了煤样的单轴压缩数值模拟试验.引入长度、开度、裂隙度和分形维数表征裂隙空间形态,分析表征参数随载荷增加的变化规律,揭示了单轴应力加载过程中煤裂隙结构的演化特征.研究发现天然煤层内部多为小尺度裂隙,加载过程中裂隙演化可分为2个阶段:第一阶段,即加载初期,裂隙被压实闭合,对比未加载时,裂隙长度上限值下降44％,裂隙度下降35％,分形维数下降22％;第二阶段,随载荷增加,煤内部裂隙开始发育,峰值载荷时,长度平均上升10％,裂隙长度最小区间的分布频率上升12％,开度最小区间的分布频率上升50％.研究成果为揭示煤体在载荷作用下的裂缝扩展规律、有效实施水力压裂技术提供了理论依据.
单轴应力、煤岩天然裂隙、三维重构模型、分形维数、量化表征
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TD821(矿山开采)
国家自然科学基金;大学生创新训练重点项目
2023-02-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
共7页
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