超临界CO_(2)浸泡作用下煤岩力学特性应变率效应实验研究

为研究超临界CO_(2)浸泡对煤岩单轴压缩力学特性应变率效应的影响,进行未浸泡及超临界CO_(2)浸泡煤岩在准静态应变率加载(10^(-5),10^(-4),10^(-3),10^(-2) s^(-1))下的单轴压缩实验,并利用声发射监测系统记录加载过程中的能量信号,从应变率效应和Sc CO_(2)浸泡弱化机制角度对煤岩单轴抗压强度、弹性模量、破坏形态、能量演化和AE特征参数进行了研究。结果表明:(1)随着应变率增加,未浸泡和超临界CO_(2)浸泡煤岩的抗压强度和弹性模量均表现为先增加后降低趋势。在10^(-5)和10^(-2 )s^(-1)应变率条件下,超临界CO_(2)浸泡煤岩的力学特性劣化作用更为明显;煤岩单轴抗压强度分别降低28.66%,34.98%,相应弹性模量分别降低35.50%,27.68%;(2)未浸泡超临界CO_(2)煤岩的破坏形态主要为X状共轭剪切破坏,而超临界CO_(2)浸泡煤岩试件的破坏形式由斜面剪切破坏转变为竖向劈裂拉伸破坏;(3)应变率效应及Sc CO_(2)浸泡弱化作用对煤岩的力学性质的影响,同时也影响着煤岩可储存弹性应变能的大小,从煤岩破坏时表征能量释放的声发射信号强弱可以获证。该研究有助于揭示超临界CO_(2)浸泡煤岩在准静态加载条件下力学特性变化规律,以及分析理解煤岩储层压裂过程中煤体变形和裂缝扩展条件特征。