煤炭资源进入深部开采之后，由于深部原位赋存环境的特殊性，深部煤体的孔隙结构、力学性质和工程响应均与浅部煤体具有较大的差异性。采用微CT扫描-三维重构技术对煤体内部细观孔隙结构进行三维定量化分析，研究原位赋存环境下煤体细观孔隙结构的差异性对其宏观力学性质及细观损伤机理的影响。通过数字岩芯-数值模拟技术对含有不同孔隙结构的数字化煤体进行单轴压缩损伤破裂数值模拟研究。研究结果表明：孔隙度、分形维数和孔隙等效直径3个参数能够较好地定量化表征三维孔隙结构特征；数字化煤体受压时，内部拉伸损伤滞后于压缩损伤且细观孔隙结构对数字化煤体力学特性和脆-延性都具有较大影响；数字化煤体的弹性模量和峰值强度随着孔隙度和分形维数的增大而减小。孔隙结构降低了数字煤体的“损伤应力阈值”,当分形维数较大时，增大了贯穿整体裂纹出现的概率，降低了数字化煤体破坏时的损伤体积占比。

国家自然科学基金项目(51827901)；

1 数字化煤体构建及孔隙结构分析
1.1 Micro-CT扫描试验
1.2 数字图像处理与三维重构
1.3 细观三维孔隙结构量化表征
2 细观尺度数字化煤体数值模拟研究
2.1 数字化煤体数值模拟
2.2 数字化煤体表征单元体REV尺寸分析
2.3 REV数值模拟结果及细观损伤机理分析
3 孔隙结构对煤体损伤机制的影响
3.1 不同细观孔隙结构设置方案
3.2 细观数字模拟试验结果与分析
3.3 数字化煤体力学参数及细观损伤演化特征分析
4 结 论

敬鹏飞,谢和平,周宏伟等.原位赋存环境下煤体结构损伤演化机理研究[J].采矿与安全工程学报,2023,40(05):894-904.DOI:10.13545/j.cnki.jmse.2023.0286.