基于损伤分析的煤岩环向膨胀特征参数确定方法技术

本申请提出了一种基于损伤分析的煤岩环向膨胀特征参数确定方法，涉及煤岩检测技术领域，该方法包括：获取待检测煤岩的第一样本和第二样本；对第一样本进行轴向压缩实验，获取应力峰值；基于应力峰值确定多个循环加卸载轴向应力测试值，并基于多个循环加卸载轴向应力测试值对第二样本进行循环加卸载实验，获取轴向应变值和煤岩损伤；基于煤岩损伤确定每个循环加卸载轴向应力测试值对应的环向膨胀系数，并基于轴向应变值和环向膨胀系数确定环向膨胀特征参数。通过轴向实验计算待测煤岩环向膨胀系数，并以此确定环向膨胀特征参数，相较于传统方法对煤岩环向膨胀的定性分析，本申请为煤岩环向膨胀效应的定量描述提供了参数标准和计算方法。和计算方法。和计算方法。

【技术实现步骤摘要】
基于损伤分析的煤岩环向膨胀特征参数确定方法


[0001]本申请涉及煤岩检测
，尤其涉及一种基于损伤分析的煤岩环向膨胀特征参数确定方法。

技术介绍

[0002]煤岩检测中的环向应变演化过程存在膨胀效应，加载开始后，环向应变逐渐增大；随着进一步加载，环向应变增长速率逐渐增大；在残余阶段，环向应变随着轴向应变增大近似线性增大。围压对煤岩的环向膨胀具有约束作用，围压越小，环向应变膨胀效应越明显。煤岩环向膨胀效应研究，是构建煤岩本构模型的基础，对于研究岩爆、滑坡、巷道变形等现场工程问题具有重要意义。
[0003]目前，尚无相关方法对煤岩环向膨胀效应进行描述与表征。为了直观划分煤岩的环向膨胀过程，评估环向膨胀特征参数，有必要提出一种煤岩材料环向膨胀特征参数确定方法。实际上，煤岩环向应变的膨胀过程与煤岩内部损伤的演化过程密切相关，两者均反映出煤岩材料力学性质由弹性主导转向塑性主导的演化过程。

技术实现思路

[0004]本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005]为此，本申请的一个目的在于提出一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于损伤分析的煤岩环向膨胀特征参数确定方法，其特征在于，包括：获取待检测煤岩的第一样本和第二样本；对所述第一样本进行轴向压缩实验，以获取所述第一样本的应力峰值；基于所述应力峰值确定多个循环加卸载轴向应力测试值，并基于多个所述循环加卸载轴向应力测试值对所述第二样本进行循环加卸载实验，以获取每个所述循环加卸载轴向应力测试值对应的轴向应变值，同时获取每个所述循环加卸载轴向应力测试值对应的煤岩损伤；基于所述煤岩损伤确定每个所述循环加卸载轴向应力测试值对应的环向膨胀系数，并基于所述轴向应变值和所述环向膨胀系数确定所述待检测煤岩的环向膨胀特征参数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述轴向应变值和所述环向膨胀系数确定所述待检测煤岩的环向膨胀特征参数，包括：基于所述环向膨胀系数和所述轴向应变值生成环向膨胀系数
‑
轴向应变曲线；基于所述环向膨胀系数
‑
轴向应变曲线确定所述待测煤岩的初始膨胀系数、极限膨胀系数、初始膨胀应变和残余膨胀应变。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述环向膨胀系数
‑
轴向应变曲线确定所述待测煤岩的初始膨胀系数、极限膨胀系数、初始膨胀应变和残余膨胀应变，包括：确定所述环向膨胀系数
‑
轴向应变曲线的初始阶段、加速膨胀阶段和残余阶段；确定所述初始阶段和所述加速膨胀阶段临界点的环向膨胀系数为所述初始膨胀系数，确定所述初始阶段和所述加速膨胀阶段临界点的轴向应变为所述初始膨胀应变，确定所述加速膨胀阶段和所述残余阶段临界点的环向膨胀系数为所述极限膨胀系数，确定所述加速膨胀阶段和所述残余阶段临界点的轴向应变为所述极限膨胀应变。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取每个所述循环加卸载轴向应力测试值对应的煤岩损伤，包括：获取每个所述循环加卸载轴向应力测试值对应的所述第二样本的损伤弹性模量；基于所述损伤弹性模量确定每个所述循环加卸载轴向应力测试值对应的所述煤岩损伤。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述损伤弹性模量确定每个所述循环加卸载轴向应力测试值对应的所述煤岩损伤，包括：获取所述第二样本的初始弹性模量和弹性模量损失系数；基于所述初始弹性模量、所述损伤弹性模量和所述弹性模量损失系数确定煤岩损伤；计算所述煤岩损伤的公式为：D=(1
‑
E/E0)/α其中，所述D为所述煤岩损伤，所述α为所述弹性模量损失系数，所述E为所述损伤弹性模...

【专利技术属性】
技术研发人员：周天白，程健，张晓雨，王广福，孙闯，田文龙，骆意，石林松，
申请(专利权)人：煤炭科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：