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一种测量双重孔隙煤岩基质系统Biot系数的测试方法 

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申请/专利权人:中国矿业大学

摘要:本发明公开了一种测量双重孔隙煤岩基质系统Biot系数的测试方法,包括将煤样加工为立方体样品;对样品中裂缝进行刻画,明确样品裂缝分布规律;测量样品上X、Y、Z方向应变演化;对样品设定温度压力条件得到样品不同方向应变演化全过程曲线;取出样品做防气体进入处理后并对样品开展基质弹性模型Km测试;本方法可以实现观测双重孔隙系统中难以测量基质系统弹性模量Km以及基质系统Biot系数αm的目标。

主权项:1.一种测量双重孔隙煤岩基质系统Biot系数的测试方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤S1、将煤样加工为立方体样品,其中样品的上下表面平行于煤样层理面,其余四个侧面垂直于煤样层理面;步骤S2、对样品中裂缝进行刻画,明确样品裂缝分布规律;步骤S3、选取样品的上表面,布置若干应变片测量水平方向X、水平方向Y上的应变演化,选取相邻的一个侧面布置应变片测量垂直方向Z上的应变演化;步骤S4、将整个样品放入加压装置中,对样品施加设定的压力以及温度,并实时监测各个应变片的数据;步骤S5、加压装置内温度稳定后,以1MPaN1秒的速率将压力逐渐增加至1.0MPa,然后保持恒定在1.0MPa压力M小时至测得的应变稳定,即基质变形达到平衡状态,获取1MPa条件下样品应变演化曲线,取曲线中的最低点应变值为Δε1,取曲线平衡阶段应变值为Δε2; 其中:αm为基质系统Biot系数;Km为基质系统弹性模量;γf为裂缝系统Biot系数;t为时间;p1为施加的气体压力;为施加在样品上的应力;步骤S6、随后以1MPaN1秒的速率将压力由1MPa增加至2MPa,然后保持恒定在2.0MPa的压力M小时,依次类推,将压力逐渐增大至6MPa,最终获取1-6MPa条件下的样品不同方向应变演化全过程曲线;步骤S7、在上述步骤完成后,缓慢降低加压装置内的压力至大气压力;步骤S8、将样品从加压装置中取出,在样品表面均匀涂抹一层硅橡胶,以保护应变片,随后在硅橡胶涂层上覆盖一层环氧树脂胶,以防止气体进入样品内;步骤S9、将完全覆盖环氧树脂的样品重新装入加压装置中,开展基质弹性模型Km测试,获取不同应力条件下基质内气压为0MPa时的基质应变值Δε3; 其中Δε3为基质内气压为0MPa的条件下测得的基质应变值;步骤S10、联立上述1.1-1.3求解出基质系统弹性模量Km、裂缝系统Biot系数γf、基质系统Biot系数αm;步骤S11、分别在水平方向X、水平方向Y、垂直方向Z对应的压力点上得出一组相应的Δε1、Δε2、以及Δε3,据此计算出不同方向、不同应力条件下的基质系统弹性模量Km、裂缝系统Biot系数γf、基质系统Biot系数αm。

全文数据:

权利要求:

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