含瓦斯煤岩流变规律及三维本构模型研究

王波; 黄子康; 胡仕宇; 王灵; 杨沛基; 陆长亮

doi:10.16452/j.cnki.sdkjzk.2022.05.007

山东科技大学学报（自然科学版） ›› 2022, Vol. 41 ›› Issue (05) : 60 -67. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2022.05.007

含瓦斯煤岩流变规律及三维本构模型研究

王波, 黄子康, 胡仕宇, 王灵, 杨沛基, 陆长亮

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摘要

为了深入研究含瓦斯煤岩的蠕变本构模型，利用自主研发的RRTS-Ⅳ型岩石流变扰动效应试验机和含瓦斯煤岩流变扰动效应渗流试验装置进行含瓦斯煤岩三轴流变试验，得出含瓦斯煤岩的蠕变规律。基于有效应力原理和流动法则建立了含瓦斯煤岩三维蠕变本构方程，利用MATLAB对得出的蠕变方程进行拟合，拟合曲线与试验曲线吻合程度较高，验证了所建方程的合理性。通过建立的含瓦斯煤岩三维蠕变本构方程推断出含瓦斯煤岩存在极限变形量，结合试验过程可知，当含瓦斯煤岩的变形量达到该值时，应变速率会在短时间内急剧增大，导致煤岩发生破坏。