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高温三轴应力下气煤蠕变特征及本构模型被引量：16: 2012年; 采用中国矿业大学研制的"600℃20 MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机",对尺寸为200 mm×400 mm的山东兴隆庄气煤进行了200℃和400℃两个温度点的三轴应力下的蠕变实验。实验表明:200℃时,气煤蠕变具有明显的第1,2阶段,但未出现加速蠕变阶段,而400℃时,气煤在很短时间内就进入加速蠕变阶段;在温度和应力共同作用下,气煤在加载瞬间及后续变形过程中,始终伴随着显著的塑性变形,煤体变形为典型的黏弹塑性变形。通过对不同温度下气煤的渗透率和孔隙率的分析,初步判断300℃是气煤蠕变特征发生变化的临界温度。根据气煤高温蠕变特征,引入一种新型的非线性黏壶,构建了气煤的高温蠕变本构模型,该本构模型轴向蠕变的理论曲线和实验曲线吻合较好,表明该本构模型能较好地模拟高温下气煤的蠕变特征。; 周长冰万志军张源刘渝张博; 关键词：气煤高温三轴应力本构模型

高温三轴应力下煤体弹性模量的演化规律被引量：21: 2011年; 利用自主研制的"600℃20 MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机"研究了500 m原岩应力状态下室温至600℃升温过程中大尺寸(200 mm×400 mm)晋城无烟煤和兴隆庄气煤弹性模量随温度的演化规律,对比分析了无烟煤和气煤弹性模量变化规律的异同,讨论了弹性模量突变临界温度和热解产气对煤体弹性模量的影响。结果表明:煤的弹性模量随温度升高变化过程可以分为3个阶段,即中低温平稳降低阶段、中高温剧烈降低阶段和高温缓慢降低阶段;煤体热解产气对弹性模量变化产生重要影响,随着温度升高,无烟煤弹性模量与热解产气速率呈明显的负指数关系;围压、温度和热解共同影响煤体弹性模量,在围压保持不变的条件下,温度和热解产气是影响弹性模量的主要因素,弹性模量在不同温度阶段呈现出不同的变化特征;煤的弹性模量随温度的变化规律较砂岩复杂,但同样存在弹性模量突变临界温度点,只是不同煤阶的煤体临界温度出现较大差异。; 万志军冯子军赵阳升张源李根威周长冰; 关键词：高温三轴应力煤体弹性模量热解

气煤热力耦合变形与孔隙演化特征的实验研究被引量：5: 2014年; 采用自主研制的"600℃20 MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机",进行直径×高度为200 mm×400 mm的山东兴隆庄气煤试样高温三轴应力下的耦合热变形实验,对实验后的煤样采样,与非实验煤样进行对照压汞实验及孔隙结构分析。研究结果表明:三轴恒定应力下,气煤随温度升高的热变形可分为3个阶段:缓慢变形阶段、快速变形阶段和破坏阶段;试样由缓慢变形阶段进入快速变形阶段、渗透率激变以及脆韧转化三者具有相同的阀值,都是因气煤热解产生孔隙所致;三轴应力下气煤随温度升高的热变形特征和渗透性变化规律均由大孔的发育程度决定,且试样压缩的空间取决于大孔的体积。; 周长冰万志军张源国峰朱成坦刘建明程才; 关键词：热力耦合气煤孔隙

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江苏省“333工程”培养资金资助项目(BRA2010133)