一种水-岩作用下煤岩损伤值的预测模型及其建立方法技术

技术编号：41428150 阅读：23 留言：0更新日期：2024-05-28 20:26

本发明专利技术提出了一种水‑岩作用下煤岩损伤值的预测模型及其建立方法，通过浸泡试验、单轴压缩试验及相关分析建立煤岩损伤预测模型，包括：第一步、测量煤岩初始物理数据，设置煤样实验组与对照组；第二步、按设定浓度及pH值配置水溶液并对煤岩实验组进行浸泡，每天测量岩样物理参数及化学液中离子浓度变化；第三步、对煤样进行单轴压缩试验，通过弹性模量得到实验组与对照组煤岩的损伤值D；第四步、基于灰色关联度法，得到水‑岩作用下岩样损伤值与各影响因素的关联性；第五步、基于响应面分析法，构建煤岩损伤关于较显著影响因素之间的耦合模型。本发明专利技术方法的优点是通过耦合模型，利用物理化学数据能够得到水岩作用对煤岩损伤造成的影响。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种煤岩损伤与各影响因素的耦合模型，特别是煤岩体在水-岩作用下其损伤与各影响因素之间的耦合模型，具体来说是一种水-岩作用下煤岩损伤值的预测模型及其建立方法，属于岩石力学、材料力学研究。

技术介绍

1、岩石损伤是工程活动中十分常见的问题，岩体中含有大量裂隙、节理，其发育、扩展会对其力学性能造成一定影响。运用岩体损伤理论可以解决一些岩体工程问题，在岩体开采、岩体爆破、岩体滑坡等岩体工程中已经得到应用。

2、据了解，煤岩损伤的影响因素很多，包括煤岩内部的组成、结构、裂隙分布状态、赋存的水化学环境条件、加载速率、温度等，以上考虑水岩作用的现有分析方法多从单一的溶液酸碱度或岩性或干湿循环次数等因素研究其对煤岩劣化的影响，缺乏煤岩损伤多元影响因素量化分析。

3、水-岩作用即在化学与力学的耦合作用下，水与岩体发生的结构变化、环境演化等物理化学过程，自然中天然存在的地下水与雨水都会对岩体造成一定程度的损伤。许多学者已经对岩体的损伤进行了大量研究，包括研究其力学特性、破坏变形等，但是考虑水-岩作用下煤岩损伤的研究较少...

【技术保护点】

1.一种水-岩作用下煤岩损伤值的预测模型及其建立方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种水-岩作用下煤岩损伤值的预测模型及其建立方法，其特征在于：所述步骤S1中，将采集到的岩样进行加工并测量其尺寸及质量；测量岩样的声速，选取声速离散性较小的作为实验对象；模拟地下水环境配置水溶液用于浸泡岩体，并设置几种不同的水溶液pH值。

3.根据权利要求1所述一种水-岩作用下煤岩损伤值的预测模型及其建立方法，其特征在于：所述步骤S2中，测量初始数据后，在水溶液中各放置一个岩样，每隔一段固定的时间就测量一次水溶液中离子的即时浓度。