非均匀煤岩渗流‐应力弹塑性耦合数学模型及数值模拟

详细信息   

• 责任者：张春会^c河北科技大学^d1976^e博士^f副教授 ; 于永江^c辽宁工程技术大学 ; 赵全胜
• 刊名：岩土力学
• 出版年：2009
• 卷期：30^b9总166
• 关键词：煤岩 ; 岩体力学20^a煤层气 ; 渗流 ; 强度 ; 应力 ; 弹塑性材料 ; 耦合作用 ; 数值模拟 ; 非均质性30^a瓦斯31^a王营子
• 页码：2837～2842
• 索书号：P478.06/357
• 图表：^c参18插图
• 分类号：1600
• 文摘期号：2010/02

摘要

利用Weibull分布模拟煤岩弹性模量和强度的非均匀性，结合煤岩弹塑性变形理论和瓦斯渗流理论，建立了非均匀煤岩渗流‐应力弹塑性耦合数学模型，给出了该数学模型的有限元离散方程，开发了相应的数值计算程序Coupling Analysis。利用建立的模型模拟了辽宁某瓦斯抽放试井瓦斯抽放过程，结果表明，在瓦斯抽放过程中，有效应力变化诱发煤岩局部进入塑性状态，塑性区透气系数增加了约4.9倍，而弹性受压区的透气系数最大减小至22%，计算实例的瓦斯压、煤岩有效应力和煤岩变形都呈现非对称性，但服从理论规律，表明采用Weibull分布能很好地模拟煤岩力学参数的非均匀性。