半充填裂隙渗流应力特性的微结构效应  被引量:1

Effect of Microstructure on Seepage-stress Characteristics of Half-filled Fracture

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作  者:张泷[1] 陈金刚[1,2,3] 韩建军[4] 

机构地区:[1]郑州大学力学与工程科学学院,河南郑州450001 [2]中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏徐州221116 [3]河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室,河南焦作454003 [4]河南工业大学土木建筑学院,河南郑州450001

出  处:《安全与环境工程》2015年第4期160-163,167,共5页Safety and Environmental Engineering

基  金:中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室项目(13KF04);河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室项目(WS2013A04);河南省教育厅科学技术研究项目(12B410003;2011B410004)

摘  要:针对填充物在渗流应力作用下破裂过程的非稳定性问题,应用突变理论建立了半充填裂隙破坏失稳的尖点突变模型,导出了半充填裂隙破坏失稳的充要条件表达式,证明了当应力满足突变模型的分叉点集方程时,其相对应的孔隙的微结构将发生失稳坍塌;利用试验仪器对半充填裂隙进行了渗流试验研究,通过分析整理试验数据,得出半充填裂隙的渗流应力曲线,并将试验数据与微结构突变失稳假说相结合,比较理论计算值与试验实测值,发现两者具有较高的吻合性,说明以微结构失稳的尖点突变理论为基础来研究半充填裂隙在渗流应力作用下的破坏失稳是可靠的。Faced with the problem that the filling is unstable under the action of seepage and stress process, this paper establishes a cusp catastrophe model for the instability of half-filled fracture based on the catas- trophe theory, derives the sufficient and necessary condition expression of the instability of half-filled frac- ture,and proves that instable collapse of the corresponding pore microstructure will occur if the stress meets the bifurcation set equation of the catastrophe model. The paper studies the failure of half-filled frac- ture which is under the action of seepage and stress process by using laboratory equipment and obtains seepage-stress relationship curves of half-filled fracture based on experimental data. It is found that the ex- perimental data agrees well with that of the theory. The study indicates that microstructural instability of the cusp catastrophe theory may be applied to half-filled fracture research, and that the method is reliable.

关 键 词:微结构 尖点突变模型 半充填裂隙 渗流 应力 

分 类 号:X93[环境科学与工程—安全科学] P641.135[天文地球—地质矿产勘探]

 

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