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吸附气体量对煤岩力学特性损伤劣化的试验研究
随着煤炭开采深度和难度的不断加大，煤与瓦斯突出灾害、煤与岩层冲击地压灾害等问题也日益突出。因此，研究煤岩力学特性的损伤劣化规律对于煤炭开采安全具有重要意义。本文将围绕着吸附气体量对煤岩力学特性的损伤劣化展开试验研究。
一、研究背景
煤岩是一种吸附气体的典型岩层，煤的内部孔隙体系具有较强的吸气能力。吸附气体会在煤体内部形成微小孔隙，因此，煤体的吸附气体量与其孔隙结构直接相关。煤岩中的孔隙结构是一种复杂的空间结构，研究其物理性质对于深入理解煤岩的本质具有重要意义。在煤岩开采过程中，随着吸附气体的释放，煤体内部形成了空洞，导致煤岩的力学性质发生变化，从而影响开采的安全性。因此，对于煤岩力学特性的损伤劣化规律进行深入研究，对于确保煤炭开采安全和高效具有重要的现实意义。
二、实验设计
本实验选取4种不同的煤样，分别测定不同吸附气体量下的岩石力学特性，包括抗压强度、剪切强度、断裂韧度、峰后性能等指标，同时进行显微镜下的岩石微结构分析。实验设备包括电子恒温料斗、恒温水浴式热重仪、岩石力学性能测试系统、显微镜等。
实验流程如下：
1.选取4种不同的煤样，确定实验操作参数；
2.将不同吸附气体量下的煤岩样品进行测定；
3.进行岩石力学特性的测量，包括抗压强度、剪切强度、断裂韧度、峰后性能等指标；
4.进行显微镜下的岩石微结构分析。
三、实验结果分析
实验结果表明：煤岩力学特性在不同吸附气体量下存在明显差异。随着吸附气体量的增加，煤岩初始抗压强度逐渐减小，且断裂韧度也随之下降。剪切强度表现出明显的“切应力-状态参数”耦合效应，即随着吸附气体量的增加，切应力逐步转移至状态参数上，表现出明显的非线性效应。
同时，显微镜下的分析结果表明：随着吸附气体量的增加，煤岩孔隙结构逐渐扩大，孔隙壁破裂和宏观裂缝逐渐增多，导致岩石力学特性发生了损伤劣化。
四、结论
本文通过实验方法研究了吸附气体量对煤岩力学特性的影响规律。实验结果表明，随着吸附气体量的增加，煤岩力学特性逐渐发生损伤劣化，并且存在明显的非线性效应。因此，开采煤岩过程中应慎重处理吸附气体的释放，避免对煤岩力学性质造成过大的损伤影响。同时，本文的研究结果对于煤炭开采安全和高效具有一定的参考价值。