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全新煤岩体蠕变渗透特及渗流失稳机理李树刚 等9787030658883
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前言章绪论11.1研究背景及意义11.2煤岩力学特研究现状21.2.1单轴压缩下煤岩力学特研究现状21.2.2三轴压缩下煤岩力学特研究现状51..煤岩蠕变力学质研究现状71.3煤岩渗透特研究现状101.3.1煤岩渗流试验研究现状101.3.2煤岩体变形与渗流时间效应研究现状121.3.3煤岩渗流理论研究现状13第2章煤岩体强度理论及试验182.1煤岩体强度理论182.1.1煤岩体单轴强度及变形特12.1.2煤岩三轴强度及变形特202.1.3煤岩的破坏机理222.1.4煤岩的强度理论2.2煤岩蠕变的基本概念31.煤岩蠕变的基本模型33..1基本元件模型33..2Maxwell模型33..Kelvin模型35..4Kelvin-Voigt模型37..5Burgers模型392.4煤岩单轴压缩试验422.4.1试验条件422.4.2试验系统422.4.3单轴压缩试验结果422.5煤岩三轴压缩试验442.5.1三轴压缩试验概述442.5.2三轴压缩试验结果及分析452.6煤岩破坏过程中声发特试验472.6.1试验设备及试验原理472.6.2煤岩蠕变过程中声发特42.7煤岩蠕变力学质562.7.1单级加载下煤岩蠕变试验562.7.2分级加载下煤岩蠕变试验58第3章煤岩渗流基本概念及试验系统研制623.1煤岩渗流的基本概念623.1.1孔隙率623.1.2孔隙比623.1.3比面633.1.4渗流速度Dupuit-Forchheimer关系式633.1.5渗透率与渗透系数643.2Darcy定律653.3非Darcy渗流673.4渗流基本方程703.4.1流体压缩与膨胀系数-状态方程703.4.2多孔介质的压缩系数-状态方程713.4.3连续方程713.5煤岩渗流试验系统研制背景及意义723.6试验系统的设计733.6.1试验系统的构成733.6.2试验系统的组装743.7破碎岩石三轴渗流试验方法75第4章侧限条件下破碎煤岩渗透特794.1破裂岩样渗透特试验794.1.1试验原理804.1.2圆形薄板制备及试验方法864.1.3试验结果与现象分析884.2破碎岩样渗透特试验924.2.1多种矿物成分破碎岩石渗透特试验924.2.2混合破碎岩样渗透特试验1064.3孔隙率连续变化的破碎砂岩渗透特1124.3.1积分式模型的建立1124.3.2孔隙率连续变化渗流试验方法及测试结果1144.3.3试验现象与结果分析116第5章煤岩变形与渗流的时间效应1225.1分级加载下破碎砂岩渗流试验1225.1.1试验原理及方法1225.1.2试样制备及试验设备15.1.3试验结果及分析1255.2破碎矸石分级加载蠕变过程中的渗流试验1315.2.1试验方案及过程1315.2.2各级应力水平下的孔隙率时间历程分析1325..破碎矸石蠕变模型及其参数确定1335.2.4蠕变及渗透参数变化规律分析1355.3破碎煤岩体渗透参量与孔隙率的关系139第6章三轴应力状态下煤岩渗透特1406.1试验系统及试验方案1406.1.1试验系统1406.1.2试验方案1406.2试验原理及参数计算1426.2.1孔隙率的计算1426.2.2有效应力的计算1446.3破碎砂岩试验结果及分析1456.3.1有效应力与渗流速度的关系1456.3.2孔压梯度与渗流速度的关系1476.3.3围压与渗透率的关系1516.3.4孔隙率与渗透特的关系1536.4破碎煤样试验结果及分析1566.4.1孔压梯度与渗流速度的关系1566.4.2轴向位移与孔隙率的关系1646.4.3围压与孔隙率的关系1656.4.4轴向位移与渗透特的关系1676.4.5围压与渗透特的关系1716.4.6孔隙率与渗透特的关系175第7章破碎煤岩流固耦合问题1797.1流固耦合问题描述1797.2应力场控制方程1807.2.1应力平衡方程1807.2.2几何方程1817..本构方程1827.2.4有效应力方程1837.2.5应力场方程1837.3渗流场方程1847.3.1非Darcy渗流运动方程1857.3.2连续方程1857.4辅方程1877.4.1状态方程1877.4.2渗透参量与孔隙率之间的关系方程1877.5动力学模型1877.5.1动力学方程组1887.5.2初始条件和边界条件1887.6渗流稳定分析1887.7破碎煤岩流固耦合模型数值分析1937.7.1数值软件简介1947.7.2数值计算模型与网格划分1947.7.3数值模型算参1957.7.4定解条件1957.7.5数值模拟结果分析196参考文献203
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