承压水作用下采动卸荷砂岩力学及渗流特性
张培森1
王洪伟1
杨守振2
许大强3
刘业强2
刘超2
方家鑫1
鞠照强1
1.山东科技大学能源与矿业工程学院,山东青岛 2665902.枣庄矿业(集团)有限责任公司,山东枣庄 2770003.中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室,江苏徐州 221116
摘要：随着煤炭开采不断向深部延深,高承压水对采煤工作面的威胁显著增加,易诱发突水灾害,基于此,采用Rock Top多场耦合试验仪模拟承压水环境下采动应力作用,开展砂岩卸荷试验,采取升轴压(应力集中)、降围压(开挖卸荷)的应力路径,探究不同初始卸荷水平、不同渗透压差条件下砂岩力学及渗流特性.获得了承压水作用下采动卸荷砂岩的力学及渗流特性规律试验.结果表明:砂岩应力-应变曲线因初始卸荷水平不同而出现"分流"现象,卸荷作用会加快岩样内部裂隙发育进程.岩样峰值平均有效应力随渗透压差增大、卸荷水平升高而增大;峰值径向应变整体随卸荷水平增高而增大;随初始卸荷水平的增高,峰值环向应变整体呈现下降趋势.定义了岩体内部结构有效卸荷模量,起始卸荷水平越高、渗透压差越小,岩体内部结构有效卸荷模量越低,岩样内部结构抵抗变形能力越差.砂岩典型渗透率曲线呈现"减—增减—稳定"的规律,低渗压环境下砂岩渗透率曲线在岩样破坏后出现明显的"尖峰"阶段,高渗压环境下"尖峰"阶段相对不明显.渗流通道总体积曲线与渗透率曲线具有良好地对应性;渗流场流速变化曲线符合"降—增—平"的变化规律,高渗透压差下水流流速大,低渗透压差下水流流速小且出现反向渗流情况.
关键词：承压水采动作用渗流特性力学特性渗透压差
分类号：TD315(矿山压力与支护)
资助基金：国家重点研发计划(2018YFC0604702)国家自然科学基金(51379119)山东省自然科学基金资助项目(ZR2021ME086)
论文发表日期：2025-07-31
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：14( 183-196 )
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