水力侵彻煤岩液固非接触区应力波传播特性研究

为探索水力作用下煤岩液固非接触区应力波波动规律,以及岩性、水力参数对应力波传导的影响特征,基于流体力学、损伤力学及流固耦合罚函数算法等,建立了水力侵彻煤岩三维数值模型。研究结果表明:水力侵彻煤岩液固非接触区应力波沿射流径向由非线性波动渐变为弹性波动,应力波波形渐宽,周期增长,振幅减小;波阵面传导速度随距离增加显著降低;应力峰值呈强衰减、缓衰减以及稳定衰减三阶递减趋势;水力侵彻下焦煤内水力诱发应力波的传导速度高于无烟煤,而相同位置处无烟煤的应力峰值要大于焦煤;射流速度与应力峰值具有显著的正相关性,射流速度越大应力波衰减也越为迅速;应力波传播到不同属性分界面会发生明显的反射、透射及绕射现象,应力波穿过分界面时发生了大幅衰减。