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不同含水率孔周煤岩体蠕变试验及蠕变模型研究
不同含水率孔周煤岩体蠕变试验及蠕变模型研究
摘要：煤岩是一种典型的多孔介质，在地下工程中具有广泛的应用。孔周煤岩体的蠕变性质是研究其工程力学行为的重要方面之一。本文通过不同含水率的孔周煤岩体蠕变试验，并基于试验结果提出了相应的蠕变模型，以探究煤岩蠕变的规律和机制。
关键词：孔周煤岩体；含水率；蠕变试验；蠕变模型
1.引言
煤岩是一种由煤和岩石组成的复合材料，其力学性质受多种因素的影响。研究孔周煤岩体的蠕变性质，对于揭示其长期变形行为、预测工程中的变形和破坏具有重要意义。本文旨在通过对不同含水率孔周煤岩体的蠕变试验以及蠕变模型的建立，分析孔周煤岩体的蠕变规律及其机制。
2.实验方法
2.1试样制备
本实验选取具有代表性的煤岩样品，根据不同的含水率要求进行处理。首先，从采样得到的煤岩中，挑选适当大小的试样。其次，根据预定的含水率，将试样放置在恒温恒湿的环境中，以达到所需的含水率。最后，对得到的试样进行加工和制备成孔周煤岩体试样。
2.2蠕变试验
将制备好的孔周煤岩体试样放置在蠕变试验仪中，施加一定的载荷并保持恒定。记录试验过程中试样的应力和应变，以及试验结束后试样的变形量。通过多次试验和数据处理，统计不同含水率孔周煤岩体的蠕变特性。
3.实验结果及分析
根据蠕变试验的结果，得到了不同含水率孔周煤岩体的应力-时间和应变-时间曲线，并计算了相应的蠕变指数。发现随着含水率的增加，孔周煤岩体的蠕变速度逐渐减小。这是因为水分的存在改变了煤岩内部的孔隙结构，阻碍了蠕变介质的流动。
基于试验结果，提出了孔周煤岩体的蠕变模型。模型考虑了孔周煤岩体的各种力学参数，如孔隙率、渗透率、饱和度等。通过对这些参数和蠕变指数的分析，可以预测孔周煤岩体在不同含水率下的变形和破坏行为。此外，模型还可以进一步优化和改进，以提高其精度和适用性。
4.结论
本研究通过不同含水率孔周煤岩体的蠕变试验，得到了孔周煤岩体蠕变的规律和机制。研究表明，含水率对孔周煤岩体的蠕变性质有显著影响，水分的存在会降低煤岩的蠕变速度。同时，本研究基于试验结果提出了孔周煤岩体的蠕变模型，为工程实践中的预测与计算提供了理论依据。
然而，本研究并未考虑其他因素对孔周煤岩体蠕变性质的影响，如温度变化、围压变化等。因此，在后续的研究中，可以进一步完善实验设计和模型建立，以探究更多孔周煤岩体蠕变的影响因素，并提出更准确和可靠的蠕变模型。
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