基于CT扫描的煤岩非均质特征 及其重建模型数值分析

• 作者: 付裕 冯中亮 李佩禅
• 来源期刊: 采矿与安全工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 煤岩 CT扫描 三维重建 非均质性 数值分析
• 年，卷（期）: 2020,（4）
• 页码范围: 828-835
• 页数: 8页
• 分类号: TD353
• 语种: 中文
• DOI: 10.13545/j.cnki.jmse.2020.04.022

摘要

为研究矿物结构在空间内的几何形态、尺寸和分布对煤岩的宏观力学行为及变形破坏特征的影响,利用CT扫描和三维重建技术建立煤岩矿物结构的三维可视化模型,统计分析不同等效直径范围内矿物结构特征,在此基础上构建包含4种不同等效直径矿物结构的非均质数值模型,并对其进行单轴压缩模拟分析.研究结果表明:粒径较小的矿物结构数量多,在空间分布均匀,复杂程度低;而粒径较大的矿物结构数量少,空间分布集中,复杂程度高.模拟结果显示矿物含量越多,空间分布越复杂,煤岩峰值强度越大;当矿物含量接近时,矿物结构空间分布对峰后软化段的影响更大;位于矿物所在的区域出现明显应力集中,且应力集中区域与矿物的分布区域大小相关;对于塑性区域分布的影响,粒径大的矿物结构相比粒径小的更加明显.