基于弹塑性损伤的软煤水压致裂渗流耦合数值模型

武文宾

doi:10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.05.008

山东科技大学学报（自然科学版） ›› 2021, Vol. 40 ›› Issue (05) : 69 -76. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.05.008

基于弹塑性损伤的软煤水压致裂渗流耦合数值模型

武文宾

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摘要

为指导煤矿井下软煤水压致裂的现场应用,基于弹塑性损伤理论进行软煤水压致裂渗流耦合数值模型研究。通过研究煤岩体孔隙度动态变化,推导出孔隙度-应变耦合模型,形成水压致裂的应力-渗流耦合模型和水压致裂煤体失效判据。结果表明,数值模拟结果与实际相符,软煤在压裂过程中同时发生剪切和拉伸破坏,小流量压裂时压裂半径小,大流量压裂时压裂半径大,同时出现了压裂范围在倾向方向大于走向方向的特征。软煤水压致裂的损伤过程与硬煤有较大区别,硬煤因裂缝长度扩展更快而压裂范围大于软煤,煤矿井下压裂后的半径考察结果与数值模拟预测结果相符。