深部煤体非线性蠕变本构模型及实验研究

• 作者: 任伟光 周宏伟 王路军 荣腾龙
• 来源期刊: 煤炭学报
• 学科: 工学
• 关键词: 深部煤体 蠕变本构模型 体积应变 敏感性分析
• 年，卷（期）: 2018,（8）
• 页码范围: 2196-2202
• 页数: 7页
• 分类号: TD313
• 字数: 4521字
• 语种: 中文

摘要

深部煤体蠕变规律研究对控制巷道围岩变形,预防煤与瓦斯突出及改善瓦斯抽采效果具有重要意义.基于分数阶导数流变模型,推导出煤体三维应力条件下非线性蠕变本构方程.考虑深部煤体赋存的高应力环境及应力变化路径,进行了三向应力状态下轴压恒定、分级卸围压的煤体蠕变实验.实验结果表明:在三向高应力状态下,试件的轴向和环向应变表现为初始蠕变和稳态蠕变,最终出现加速蠕变阶段;在相同差应力条件下,煤体蠕变变形随围压增大而减小.利用煤体卸围压蠕变实验数据对文中蠕变本构方程的参数进行拟合,结果表明:该蠕变本构方程能很好地描述煤体蠕变三阶段,特别是加速阶段.在蠕变本构方程参数确定的前提下,分析了应力水平、分数阶导数阶数及黏性系数对煤体蠕变特性的影响规律.