| 空心岩样径向渗流-轴向应力特征与巷道围岩渗透突变机理 |
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| 引用本文： | 马丹,侯文涛,张吉雄,王佳军,李振华,杜锋.空心岩样径向渗流-轴向应力特征与巷道围岩渗透突变机理[J].煤炭学报,2022(3):1180-1195. |
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| 作者姓名： | 马丹 侯文涛 张吉雄 王佳军 李振华 杜锋 |
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| 作者单位： | 1. 中国矿业大学矿业工程学院;2. 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室;3. 中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室;4. 中南大学资源与安全工程学院;5. 河南理工大学能源科学与工程学院 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金面上资助项目(41977238)；;国家自然科学优秀青年基金资助项目(52122404)；;国家自然科学杰出青年基金资助项目(51725403)； |
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| 摘 要： | 为了探究承压水下巷道围岩的渗透突变机理，针对空心岩样的渗流-应力特征开展了一系列室内试验和渗透突变表征模型研究。自主研制了一套空心岩样径向渗流-轴向应力试验系统，突破了仅开展轴向渗流的传统试验条件限制，实现了径向渗流及轴向应力同步进行。采用该新型试验系统，以孔径(5～20 mm)和水压(0.5～2.5 MPa)为变量开展多组空心红砂岩渗流-应力试验，得到空心岩样径向渗流-轴向应力特征。试验结果表明径向渗流的蚀损作用引起岩样黏聚力、内摩擦角等力学参数衰减，增大水压，渗流的蚀损作用变强，岩样内部裂隙贯通通道形成时间缩短，渗透突变现象提前发生。大孔径岩样对轴向应力敏感度更高，内部结构受径向渗流蚀损作用易破坏，渗透突变发生时间缩短。岩样渗透率在试验过程中存在3种状态：(1)以孔隙结构为主要渗流介质的孔隙渗流状态；(2)以局部裂隙结构为主要渗流介质的非稳定渗流状态；(3)以贯通裂隙结构为主要渗流介质的渗透突变状态。渗透率达到峰值的试样渗流介质为受水压影响产生的贯通裂隙结构，峰值渗透率随水压增大呈线性增长，与孔径没有明显关系。以裂隙体积变化为纽带建立空心岩样渗透突变表征模型，模型计算值与实验结果吻...
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| 关 键 词： | 渗透突变 空心试样 径向渗流 渗透率演变 蚀损作用 |
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