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含瓦斯煤岩固气耦合动态模型与数值模拟研究
  • ISSN号:1000-4548
  • 期刊名称:岩土工程学报
  • 时间:0
  • 页码:645-652
  • 语言:中文
  • 分类:TD712[矿业工程—矿井通风与安全]
  • 作者机构:[1]重庆大学资源及环境科学学院,重庆400044, [2]重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室,重庆400044
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(50874124):国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2005CB221502):国家自然科学基金重点项目(50534080);重庆市自然科学基金计划重点项目(2008BA6028)
  • 相关项目:含瓦斯煤体变形局部化及耦合失稳破坏规律研究
中文摘要:

首先在多孔介质的有效应力原理中引入瓦斯吸附的膨胀应力,推导出了适用于含瓦斯煤岩的有效应力计算公式。通过分析含瓦斯煤岩的孔隙度和渗透率在不同变形阶段的变化特点,在前人的研究成果基础上,建立了含瓦斯煤岩的孔隙度和渗透率的动态模型。假设含瓦斯煤岩是一种各向同性的弹塑性材料,同时考虑瓦斯吸附的影响,得出了含瓦斯煤岩的应力场方程和渗流场方程,建立了能描述固气耦合情况下煤岩骨架可变形性和瓦斯气体可压缩性的含瓦斯煤岩的固气耦合模型。最后通过给定模型的定解条件和相关参数,利用有限元方法建立了相关的数值计算模型,并得出了含瓦斯煤岩固气耦合模型的数值解。研究成果对进一步充实和完善含瓦斯煤岩固气耦合理论有一定意义。

英文摘要:

An effective stress calculation formula for coal containing gas is proposed coupling with the swelling stress of gas adsorption in the effective stress principle for porous media. Considering the variation of the porosity and permeability of coal containing gas at differential deformation stages, a dynamic model for porosity and permeability is developed based on the previous research results. Furthermore, taking coal containing gas as a kind of isotropic elastoplastic material and taking into account the effect of gas adsorption, the stress and seepage equations are derived and, the solid-gas coupling model for coal containing gas is constructed, which is appropriate to describe the skeleton deformability of coal containing gas and the compressibility of gas under the solid-gas interaction condition. In addition, the numerical simulation model is built by using the finite element method, and the numerical solution of the model for a special loading case is given in term of the constraint conditions and corresponding parameters. The research results maybe have a meaning for further enriching and improving solid-gas coupling theories for coal containing gas.

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期刊信息
  • 《岩土工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国水利学会 中国土木工程学会 中国力学学会 中国建筑学会 中国水力发电工程学会 中国振动工程学会
  • 主编:蔡正银
  • 地址:南京虎踞关34号
  • 邮编:210024
  • 邮箱:ge@nhri.cn
  • 电话:025-85829553 85829534
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4548
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1124/TU
  • 邮发代号:28-62
  • 获奖情况:
  • 中国科协二等奖,江苏省首届优秀期刊奖,连续三次被评为核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:54826