软弱泥岩遇水强度弱化特性宏细观模拟研究

李桂臣¹，孙长伦¹，何锦涛¹，孙元田¹，董玉玺¹，赵华山²

1. 中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室矿业工程学院2. 中国华能华亭煤业公司技术中心

摘 要：基于离散元理论,采用物理模拟和数值模拟相结合的方法进行泥岩软弱和遇水强度弱化特性研究,并提出了一种泥岩跨尺度研究方法.结果表明:泥岩单轴抗压强度和弹性模量随黏土矿物含量增加而减小,符合指数小于0的幂函数关系.随着黏土矿物含量增加,泥岩遇水弱化指数增大,并逐渐趋于稳定.黏土矿物含量对泥岩力学性质影响的细观机理:黏土矿物含量越高,泥岩内强胶结数目越少,泥岩压缩破坏过程弱胶结破坏数目越多,泥岩的强度越小.模拟确定类泥岩临界黏土矿物含量为28.81%,黏土矿物含量达到临界值,随着黏土矿物含量增加,泥岩单轴抗压强度、遇水弱化指数不变.

关键词：软弱泥岩;水;强度弱化;宏细观;模拟研究;