基于Micro-CT的受载煤岩裂隙孔隙时空演化规律

煤岩裂隙孔隙作为流体渗流的主要通道，其在采动应力作用下的扩展、连通演化规律，对煤岩的渗透性能具有重要影响。为深入揭示煤岩细观裂隙孔隙结构特征随轴向应力加载的演化规律，利用NanoVoxel–3502EX射线三维扫描成像系统与Deben加载试验装置进行煤岩单轴压缩Micro-CT原位扫描试验，获取不同应变条件下的实时CT数据，提取煤样的孔隙裂隙分布特征，定义空隙率并依据空隙率曲线的阶段性将煤样均匀分为3个部分(区域1,2和3)，分析煤样细观结构随轴向应力的演化规律。研究表明：煤岩单轴压缩过程中呈现阶段性破裂，且裂隙、孔隙分布特征与内部应力传播有密切关联。单轴压缩下轴向应力的传递对冲使区域2首先出现裂隙、孔隙发育，而后靠近轴向应力加载压头的区域1裂隙、孔隙发育并连通，并在峰值(1 100 N)和破坏后(492 N)的孔裂隙体积表面积的最大值和体空隙率最大，而靠近轴向固定压头的区域3区段裂隙孔隙发育相对缓慢，其孔裂隙体积表面积的最大值和体空隙率最小。煤岩基质(骨架)在轴向力的作用下产生局部变形与破坏，形成孤立孔隙与微小裂隙，而裂隙、孔隙的空间展布加剧了煤岩内部应力分布的不均匀性，进而对煤岩破...