煤或岩石是多孔材料

煤或岩石是多孔材料-孔隙气体试验显微镜

  在岩石断裂或岩石损伤领域中已经做了很多研究工作。很多理
论被用于岩石力学并且已被证明非常有用。尽管如此，很多新现象
、新问题，不能用传统理论解释和解决。
  煤或岩石是多孔材料。含气体的煤或岩石的断裂是一个很复杂
的物理一化学和动力学过程。目前，有效应力(有效应力等于总应
力与孔隙压强之差)理论，一直用来简化和分析含孔隙压力流体的
煤或岩石的断裂过程。有效应力理论只考虑煤、岩石的孔隙压力流
体和孔隙表面之间的力的相互作用，它能满足过去工程的精度要求
。但是现在.很多工程问题和试验现象不能用这一理论成功地解决
和解释。例如，强吸附性孔隙气体与弱吸附性孔隙气体相比，在相
同荷载下，使煤试件膨胀与损伤得更快。所以，必须寻求新的方法
或理论来描述含孔隙气体煤或岩石的断裂机理。在这方面，应用表
面物理一化学是可行的。

  孔隙气体在煤或岩石断裂过程中的作用
  在煤层及其围岩中，有三种主要气体存在于煤、岩石的空隙中
。它们是二氧化碳(COO、甲烷(CH,)和氮(N2)。它们的分布各煤田
、各层不同。试验结果表明，二氧化碳在煤上的吸附性是十分强的
，甲烷的不太强，氮气的很弱。孔隙气体以两种主要状态存在于煤
的孔隙中:约10%的孔隙气体处于自由状态，其余的是被吸附状态。
  当煤、岩石的孔隙被各种气体充满时，孔隙气体将影响煤、岩
石的断裂特性,含不同气体的煤试件蠕变试验的不同特征
。试验用的煤取自大同煤矿

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