含瓦斯煤岩力学特性与演化机制研究

本书是作者多年研究成果的积累和总结。全书共8章，第1章阐述工程研究背景及现状，第2章介绍自主研发的系列试验装置，第3～6章分别介绍考虑瓦斯压力、瓦斯赋存状态及应力路径影响的煤岩力学性质、渗流规律试验结果及演化规律，第7章介绍含瓦斯煤岩力学模型的建立及失效判定准则，第8章阐述含瓦斯煤岩能量演化及灾变机制。书中内容为研究煤岩力学性质提供了新的试验测试思路与装置，对以煤体为代表的软岩灾变力学理论进一步丰富与发展，以及形成有针对性的预测方法与防治举措也具有良好的科学价值和现实意义。

丁鑫，博士，硕士研究生导师，主持国家自然科学基金2项（含联合单位主持），国家重点实验室开放基金、省科学基金等省级项目5项、校企联合科技攻关8项，牵头团体标准制定1项，参与其他国家级、省部级基金项目15项。以第一或通讯作者发表高水平论文30篇，获批或受理专利14项，获2021年辽宁省优秀博士学位论文奖，教育部高等学校科学研究优秀成果(科学技术)二等奖1 项、中国发明协会科技金奖1项及市厅级奖励多项。

目录


第1章绪论
1.1研究背景
1.2国内外研究现状
1.2.1含瓦斯煤岩动力灾害机理研究现状
1.2.2含瓦斯煤岩力学特性研究现状
1.2.3煤岩体瓦斯运移规律与机制研究现状
第2章含瓦斯煤岩力学试验装置研制
2.1含瓦斯煤岩流-固耦合三轴试验装置
2.2含瓦斯煤岩流-固耦合真三轴试验装置
2.3含瓦斯煤岩流-固耦合动静载一体化试验装置
第3章单轴压缩条件下含瓦斯煤岩力学性质研究
3.1受瓦斯压力影响的煤岩单轴压缩力学性质
3.1.1试验方案
3.1.2不同瓦斯压力下煤岩吸附规律
3.1.3不同瓦斯压力下煤岩解吸规律
3.1.4受瓦斯压力影响的煤岩力学性质分析
3.2不同瓦斯压力下煤岩单轴压缩破坏特征与分形维数规律
3.3单轴压缩条件下瓦斯吸附损伤煤岩力学特性分析
3.3.1单轴压缩条件下瓦斯吸附损伤煤岩力学性质
3.3.2吸附瓦斯煤岩损伤机制
3.3.3吸附损伤煤岩破坏分形特征分析
第4章常规三轴条件下含瓦斯煤岩力学性质研究
4.1不同瓦斯压力下煤岩常规三轴压缩力学性质
4.1.1试验方案
4.1.2性质分析
4.2不同瓦斯吸附体积三轴煤岩破裂过程力学性质研究
4.3不同瓦斯压力下煤岩常规三轴压缩破坏特征与分形维数规律
第5章瓦斯运移过程煤岩力学性质及渗流规律
5.1三轴应力状态下煤岩渗流特性试验研究
5.1.1煤岩渗透率变化特征试验研究
5.1.2瓦斯运移过程中煤岩力学性质的试验研究
5.1.3煤岩受载全过程瓦斯渗流试验研究
5.2循环加卸载下含瓦斯煤岩试验研究
5.2.1循环加卸载下含瓦斯煤岩力学性质试验研究
5.2.2煤岩循环加卸载受载全过程瓦斯渗流试验研究
5.2.3瓦斯煤岩破坏特征与分形维数规律
第6章受应力条件影响的含瓦斯煤岩力学性质研究
6.1真三轴加载条件下含瓦斯煤岩力学性质演化规律研究
6.1.1试验方案
6.1.2真三轴加载条件下含瓦斯煤岩应力-应变关系
6.1.3真三轴加载条件下含瓦斯煤岩强度和应变规律
6.1.4真三轴加载条件下含瓦斯煤岩破坏形式与分形维数变化规律
6.2单面卸载路径下饱和吸附瓦斯煤岩应力-应变关系
6.2.1试验方案
6.2.2单面卸载路径下含瓦斯煤岩应力-应变关系
6.2.3卸载路径影响的含瓦斯煤岩破坏特征与分形维数
6.3单面卸载路径下瓦斯渗流过程中含瓦斯煤岩应力-应变关系
6.3.1试验方案
6.3.2单面卸载路径下含瓦斯煤岩应力-应变关系
6.3.3瓦斯压力影响下单面卸载煤岩应力-应变关系
6.3.4卸载速率影响的含瓦斯煤岩应力-应变关系
6.3.5临界卸载应力影响的含瓦斯煤岩应力-应变关系
6.4双轴卸载路径下饱和吸附瓦斯煤岩力学性质演化规律研究
6.4.1双轴卸载路径下含瓦斯煤岩应力-应变关系
6.4.2不同卸载路径下含瓦斯煤岩力学性质差异
6.4.3双轴卸载路径影响的含瓦斯煤岩破坏特征与分形维数
第7章含瓦斯煤岩本构模型
7.1煤岩初始损伤描述
7.1.1考虑损伤的含瓦斯煤岩力学特征描述
7.1.2煤岩初始损伤的定义
7.2含瓦斯煤岩损伤演化模型与本构模型研究
7.2.1基于非均匀性的统计理论的煤岩损伤演化方程构建
7.2.2含瓦斯煤岩有效应力与渗透率关系研究
7.2.3含瓦斯煤岩压缩过程侧向损伤变量与变形
7.2.4含瓦斯煤岩力学关系表征的试验验证
7.3含瓦斯煤岩压缩-变形过程细-宏观破坏准则
第8章含瓦斯煤岩能量演化及灾变机制
8.1含瓦斯煤岩固体骨架能量储、耗表征
8.1.1煤岩体受载的能量积蓄
8.1.2基于分形维数的煤岩破碎能
8.2煤岩破裂过程的瓦斯膨胀能修正
8.2.1含瓦斯煤岩破裂过程的瓦斯膨胀能修正
8.2.2煤岩破裂过程中游离态与吸附态瓦斯的膨胀能贡献率研究
8.3含瓦斯煤岩受载过程能量演化与灾变分析
参考文献