超临界 CO2 作用后会导致煤体微观结构发生变化,进而导致煤体结构损伤,从而改变煤体 的力学性能。 为定量表征在超临界CO2作用后煤体力学性质的损伤演化规律,以无烟煤为对象,开展干 / 饱两种含水率下煤体的超临界 CO2 浸泡试验,确定在超临界 CO2 作用下无烟煤各力学参数的 演化规律,结合声发射试验及电镜扫描试验,明确了无烟煤在超临界 CO2 作用下的损伤模型及机理。 研究结果表明:1 超临界 CO2 对煤体的抗压强度、弹性模量及泊松比具有明显的损伤劣化效 应,抗压强度、弹性模量均出现不同程度的降低,泊松比表现出升高趋势。水分也是影响煤体力学 特性的重要因素,较干燥组煤样而言,饱水组煤样在超临界CO2作用下的劣化效果更为明显。 不同 试验条件下煤样的总劣化程度和阶段劣化度均表现出一定的时间效应和非均匀性,随着浸泡时间 的增加,煤体损伤程度逐渐减弱,最后趋向于某个定值。 2 煤体的声发射累计数随着浸泡时间的 增加出现不同程度的减少,声发射累计曲线的 4 个阶段与应力-应变曲线中的 4 个阶段有良好的一 致性。 3 构建了基于超临界 CO2 浸泡不同时间下煤体的损伤模型,由模型可知,弹性模量的变化 趋势与泊松比的变化趋势成负相关关系,与试样结果相符合。 随着浸泡时间的增加,超临界 CO2 对 煤样的损伤不断增加,但增幅逐渐减小。 4 水+超临界 CO2 会与煤样发生一系列物理、化学反应, 改变煤样内部的微观结构,使得煤样的微裂隙增多,从而导致煤体力学性能的劣化。 超临界CO2对 煤体的损伤演化效应是从微观到宏观的累积过程。
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