考虑蠕变影响的深部煤体分数阶渗透率模型研究

摘要：

为了考虑深部煤体的蠕变效应对煤体渗透率的影响,结合考虑体积蠕变的深部煤体非线性蠕变三维本构方程、Kozeny-Carman方程、含裂隙煤体渗透率计算方程建立了基于蠕变影响的深部煤体分数阶渗透率模型.利用含瓦斯煤蠕变-渗流试验数据对渗透率模型进行参数拟合,确定了模型的物性参数,并对不同试验条件下的渗透率演化过程进行了模拟分析.结果 表明:在弹性及黏弹性蠕变阶段,渗透率模型数值逐渐减小,符合煤体在低应力阶段蠕变过程中初始孔隙被逐渐压密渗透率减小的物理过程;在黏塑性蠕变阶段,渗透率模型能够表征加速蠕变阶段即渗透率突增阶段的演化趋势.此外,对分数阶渗透率模型中的关键参数进行了敏感性分析,发现随着煤体性质参数α0数值的升高,加速蠕变阶段即渗透率突增阶段越容易出现.分数阶导数阶次越高,弹性及黏弹性蠕变阶段渗透率下降速率越快,黏塑性蠕变阶段渗透率突增趋势越缓慢.

关键词：深部煤体、体积蠕变、分数阶、渗透率模型

所属期刊栏目：42

分类号：TU452;TD712(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金项目;国家重点研发计划;中国矿业大学北京越崎杰出学者奖励计划

在线出版日期：2020-10-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1516-1524