| 卸荷煤体分数阶渗透率模型参数探讨及其在渗流模拟中的应用 |
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| 引用本文： | 赵家巍,周宏伟,刘泽霖,谢森林,赵文慧,钟江城,史艳楠,王毅颖.卸荷煤体分数阶渗透率模型参数探讨及其在渗流模拟中的应用[J].煤炭学报,2022(6):2386-2395. |
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| 作者姓名： | 赵家巍 周宏伟 刘泽霖 谢森林 赵文慧 钟江城 史艳楠 王毅颖 |
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| 作者单位： | 1. 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院;2. 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院;3. 煤炭资源与安全开采国家重点实验室;4. 中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院;5. 临沂大学土木工程与建筑学院;6. 河北工程大学机械与装备工程学院 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金青年基金资助项目(51904309)；;河北省自然科学基金资助项目(E2020402064)； |
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| 摘 要： | 采动煤体卸荷过程中，因原始及新生裂隙持续扩展而产生损伤破坏，导致渗透率急剧升高，经典煤储层应力-渗透率模型适用范围仅限于煤体线弹性变形阶段，无法反映煤体峰后渗透率的变化规律。借助在描述非线性力学行为方面具备独特优势的分数阶导数，通过已有试验和理论分析，基于现有应力-渗透率模型提出的适应于采动卸荷煤体的双参数分数阶渗透率模型，当阶数γ=0时，分数阶渗透率模型退化为经典的S-D模型，表明S-D模型是分数阶渗透率模型的一种特殊情形，当阶数γ=1时，分数阶渗透率模型表现为S-D模型的幂函数形式，展现峰后渗透率的强非线性变化特征，从而将经典S-D渗透率模型的适用范围拓展至峰后阶段。然而，双参数分数阶渗透率模型参数的物理意义不尽明确，为此，根据改进的Mazars损伤准则，获得了煤体卸荷过程中损伤变量的演化规律，借此探讨了所建渗透率模型中2个参数的关系，得到了只含损伤变量D的单参数分数阶渗透率模型，将模型中的静态参数修正为动态参数，符合损伤扩容过程中煤体割理压缩系数不断变化的事实，弥补了现有应力-渗透率模型中所引入的静态参数与损伤变量不关联的缺陷，使其物理意义更加清晰。将分数阶渗透率模型应用于充填采...
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| 关 键 词： | 卸荷煤体 分数阶导数 损伤演化 渗透率模型 充填开采 |
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