液氮冻融含水煤体孔隙损伤规律实验研究

摘要：

为研究液氮冻融作用下含水煤体孔隙损伤规律,利用蔡司显微镜、超声波测损、核磁共振等实验手段,测定了不同含水率煤体液氮冻融前后表面裂隙参数、纵波波速和孔隙T2图谱,分析了煤体裂隙分形特征、孔隙度演化以及孔径分布规律,最终通过孔-裂隙参数定义煤体表面和内部损伤因子,探讨了液氮冻融对含水煤体孔隙损伤的作用机理.结果表明:冻融后煤体表面特征裂隙面积增量、分形维数与含水率呈正比,含水率为5.96％时,相比干燥煤体两者分别提高了2.83,4.77倍;随着含水率的增加,煤体纵波波速不断减小,孔隙度增量显著增大;煤体内部微小孔、中大孔数量分别呈线性和指数级增长,液氮冻融作用促使煤体孔隙萌生、发育,微小孔转化为中大孔及部分孔裂隙相互连通形成裂隙网络.受到液氮冻融作用,煤体表面裂隙及内部孔隙损伤显著,损伤因子与含水率之间均呈正指数关系.煤体中水分的增加,强化了液氮冻结过程中水-冰相变产生的膨胀作用力,提高了煤体损伤及塑性变形程度.

关键词：含水煤体、液氮冻融、分形维数、孔隙损伤、损伤因子

所属期刊栏目：43

分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;陕西省杰出青年科学基金资助项目

在线出版日期：2023-03-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：55-64